Question

为验证氧化性：Cl₂>Fe³⁺>SO₂，某小组用图所示装置进行实验(夹持仪器和甲中加热装置已略，气密性已检验)。

实验步骤：

(1)在甲装置中，打开活塞a，加热，待装置中充满黄绿色气体时，与丙装置连接。

(2)当丙装置中FeC1₂溶液变黄时，停止加热。

(3)打开活塞c，使约2mL的溶液滴入试管中，检验溶液中的离子。

(4)在乙装置中，打开活塞b，待空气排尽后，将乙中产生的气体通入上述丙装置变黄后的溶液中，一段时间后停止。

(5)更新丙中试管，打开活塞c，使约2mL的溶液滴入试管中，检验溶液中的离子。

回答下列问题：

(1)乙中发生反应的化学方程式为_________。

(2)实验中，证明氧化性Fe³⁺＞SO₂的离子方程式为_________。

(3)将甲装置与丙装置连接的目的是_______。

(4)有I、II、III三组同学分别完成了上述实验，实验结果如图：

上述实验结果一定能够证明氧化性:Cl₂>Fe³⁺>SO₂的是______(用“I”、“II”、“III”代号回答)。

(5)若要用以上甲和丙装置证明氧化性为：Cl₂> Fe³⁺> I₂的结论，则步骤为：

①往丙的漏斗中加入两种试剂____、___和一种溶剂_____。

②将甲装置中产生的Cl₂慢慢通入丙中，观察丙的漏斗中溶液颜色变化。

③如果观察到丙中溶液________则结论正确。

④停止通入Cl₂

Answer

Na2SO3+H2SO4 (70%)=Na2SO4+SO2↑+H2O 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+ 为了证明Cl2的氧化性强于Fe3+ I、III FeI2 KSCN CCl4 下层(CCl4层)先由无色变为紫红色，后看到上层溶液由浅绿色变为红色

【解析】

在甲装置中MnO2与浓盐酸混合加热制取Cl2，将制取得到的Cl2通入丙装置中，发生反应2FeCl2+Cl2=2FeCl3，证明物质的氧化性：Cl2>Fe3+，溶液由浅绿色变为黄色，打开活塞c，使约2 mL的溶液滴入试管中，向其中滴加KSCN溶液，若溶液变为红色，证明反应产生了Fe3+；打开乙装置的b活塞，使硫酸进入烧瓶，发生反应产生SO2气体，将SO2气体通入丙装置的分液漏斗中，发生反应：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+，通过检验SO证明物质的氧化性Fe3+>SO2。

(1)在装置乙中使硫酸进入烧瓶，与发生Na2SO3反应产生SO2气体，反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4 (70%)=Na2SO4+SO2↑+H2O；

(2)实验中，向FeCl3溶液中通入SO2气体，发生反应：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+，溶液由黄色逐渐变为浅绿色，就证明氧化性Fe3+>SO2；

(3) Cl2通入丙装置中，发生反应2FeCl2+Cl2=2FeCl3，溶液由浅绿色变为黄色，证明物质的氧化性：Cl2>Fe3+，所以将甲装置与丙装置连接的目的是：为了证明Cl2的氧化性强于Fe3+；

(4)若物质的氧化性：Cl2>Fe3+>SO2，根据物质的氧化性：氧化剂>氧化产物，可知会发生反应：2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+；2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+；所以只要步骤3中证明含有Fe3+，就证明氧化性Cl2>Fe3+；若步骤3中同时还存在Fe2+，说明在溶液中不存在Cl2，但是在步骤5能检验出含有SO，说明只能是Fe3+氧化SO2所致。因此可以证明物质的氧化性：Cl2>Fe3+>SO2，Ⅰ正确；

若步骤3溶液中有Fe3+而无Fe2+，则可能是Cl2与Fe2+恰好反应，也可能是Cl2过量。因此步骤5的溶液中含有的SO也可能是Cl2氧化所致，因此不能证明该结论的正确性，Ⅱ错误；

若步骤3溶液中有Fe3+而无Fe2+，则可能是Cl2与Fe2+恰好反应，也可能是Cl2过量，而步骤5的溶液中含有的Fe2+，则发生反应2Fe3++ SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+；证明氧化性Fe3+>SO2，Ⅲ正确；

故合理选项是I、III；

(5)将甲装置产生的Cl2通入到丙装置中的FeI2溶液中，氯气先氧化I-产生I2单质，然后氧化Fe2+生成Fe3+，用CCl4萃取碘单质，用KSCN溶液检验Fe3+，

①根据以上分析可知，往丙的漏斗中加入两种试剂FeI2、KSCN和一种溶剂CCl4；

②将甲装置中产生的Cl2慢慢通入丙中，观察丙的漏斗中溶液颜色变化；

③如果观察到下层(CCl4层)先由无色变为紫红色，后看到上层溶液由浅绿色变为红色，就证明结论：Cl2>Fe3+> I2。