Question

【題目】為驗證氧化性Cl2>Fe3＋>SO2，某小組用下圖所示裝置進行實驗(夾持儀器和甲中加熱裝置已略，氣密性已檢驗)。

實驗步驟：

1．在甲裝置中，打開活塞a，加熱，待裝置中充滿黃綠色氣體時，與丙裝置連接。

2．當丙裝置中FeCl2溶液變黃時，停止加熱。

3．打開活塞c，使約2 mL的溶液滴入試管中，檢驗溶液中的離子。

4．在乙裝置中，打開活塞b，待空氣排盡后，將乙中產生的氣體通入上述丙裝置變黃后的溶液中，一段時間后，停止。

5．更新丙中試管，打開活塞c，使約2 mL的溶液滴入試管中，檢驗溶液中的離子。

回答下列問題：

(1)甲中發生反應的化學方程式為_____________________。

(2)用70%的硫酸制取SO2，反應速率比用98%的硫酸快，原因是______________。

(3)實驗中，證明氧化性Fe3＋＞SO2的離子方程式為_________________________。

(4)有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三組同學分別完成了上述實驗，實驗結果如下：

	步驟3溶液中含有的離子	步驟5溶液中含有的離子
Ⅰ	既有Fe3＋又有Fe2＋	有SO
Ⅱ	有Fe3＋無Fe2＋	有SO
Ⅲ	有Fe3＋無Fe2＋	有Fe2＋

上述實驗結果一定能夠證明氧化性Cl2>Fe3＋>SO2的是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。

Answer 1

【答案】(1)MnO2＋4HCl(濃) MnCl2＋2H2O＋Cl2↑

(2)70%的硫酸中c(H＋)比98%的硫酸中的大

(3)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋ (4)Ⅰ、Ⅲ

【解析】(1)在加熱的條件下二氧化錳氧化濃鹽酸生成氯氣，所以甲中發生反應的化學方程式為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。(2)70%的硫酸中c(H＋)比98%的硫酸中c(H＋)大，氫離子濃度大反應速率快。(3)鐵離子具有氧化性，能把SO2氧化生成硫酸，反應的離子方程式為2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋。(4)步驟3溶液中有鐵離子生成，說明氯氣把亞鐵離子氧化生成鐵離子。根據氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性可知，氧化性Cl2>Fe3＋；Ⅰ組實驗中既有Fe3＋又有Fe2＋，說明氯氣不足，能與SO2反應的只有鐵離子。由于步驟5溶液中含有SO，這說明鐵離子把SO2氧化生成了硫酸，因此氧化性Fe3＋>SO2；Ⅱ組實驗中有Fe3＋無Fe2＋，不能排除氯氣是否過量。即使步驟5溶液中含有SO，也不能說明是被鐵離子氧化的，所以無法證明氧化性Fe3＋>SO2；Ⅲ組實驗中有Fe3＋無Fe2＋，雖然不能說明氯氣是否過量，但由于在步驟5溶液中含有亞鐵離子，這說明在反應中鐵離子被SO2還原，所以可以證明氧化性Fe3＋>SO2，答案選Ⅰ、Ⅲ。