Question

【題目】某學習小組通過下列裝置探究 MnO2與FeCl3·6H2O能否反應產生Cl2。

實驗操作和現象如下表：

實驗編號	操作	現象
實驗 1	按上圖所示加熱MnO2與FeCl3·6H2O混合物	①試管A中部分固體溶解，上方出現白霧 ②稍后，產生黃色氣體，管壁附著黃色液滴 ③試管B中溶液變藍
實驗 2	把A中的混合物換為FeCl3·6H2O，B中溶液換為KSCN溶液，加熱。	A中部分固體溶解，產生白霧和黃色氣體，B中KSCN溶液變紅

回答下列問題：

（1）實驗1和實驗2產生白霧的原因是___________________________。

（2）實驗2說明黃色氣體中含有___________（填化學式）則實驗1中③的現象也可能是發(fā)生了另一個離子反應,則其離子方程式為______________________________。

（3）為進一步確認黃色氣體中含有Cl2，該學習小組對實驗1提出兩種改進方案：

方案1：在A、B 間增加盛有某種試劑的洗氣瓶C，結果B中溶液仍變?yōu)樗{色。

方案2：將B中淀粉KI溶液替換為NaBr溶液，結果B中溶液呈橙紅色，且未檢出Fe2+。

則方案1中C中盛放的試劑是_________________；方案2中檢驗 Fe2+的試劑名稱是____________，選擇NaBr溶液的依據是__________________。

（4）實驗1充分加熱后，若反應中被氧化與未被氧化的氯元素質量之比為1:2，則A中發(fā)生反應的化學方程式為____________________________。

（5）該學習小組認為實驗1中溶液變藍，可能還有另外一種原因是__________。請你設計實驗方案驗證此猜想__________________________。

Answer 1

【答案】 FeCl36H2O受熱失去結晶水，FeCl3水解生成HCl氣體，HCl和H2O結合形成鹽酸小液滴 FeCl3 2Fe3++2I-=2Fe2++I2 飽和NaCl溶液 鐵氰化鉀溶液 Br-可以被Cl2氧化成Br2，但不會被Fe3+氧化為Br2 MnO2+2FeCl3·6H2OFe2O3+MnCl2+Cl2↑+2HCl+11H2O 實驗未先趕出空氣，其中的O2在此條件下可能氧化I- 向一試管中加入KI淀粉溶液，再滴入幾滴稀鹽酸，在空氣中放置，觀察一段時間后溶液是否變藍

【解析】（1）FeCl36H2O受熱失去結晶水，同時水解，生成HCl氣體，HCl和H2O結合形成鹽酸小液滴；

（2）根據鐵離子與KSCN反應的實驗現象判斷；根據FeCl3具有氧化性分析；

（3）根據氯氣中含有的雜質分析；根據檢驗Fe2+的試劑是鐵氰化鉀溶液以及Br-可以被Cl2氧化成Br2，但不會被Fe3+氧化為Br2分析；

（4）結合電子守恒、原子守恒書寫化學方程式；

（5）根據酸性條件下空氣中的氧氣也可能氧化碘離子生成碘單質分析解答。

（1）FeCl36H2O受熱失去結晶水FeCl36H2OFeCl3+6H2O，同時水解FeCl3+3H2OFe（OH）3+3HCl，生成HCl氣體，HCl和H2O結合形成鹽酸小液滴，而形成白霧；

（2）A中部分固體溶解，產生白霧和黃色氣體，B中KSCN溶液變紅，說明黃色氣體是氯化鐵；碘離子具有還原性，氯化鐵具有強氧化性，兩者反應，碘離子被氧化為碘單質使KI淀粉溶液變藍，反應的離子方程式為2Fe3++2I-=2Fe2++I2；

（3）方案1：除去Cl2中的FeCl3和O2（H+），若仍能觀察到B中溶液仍變?yōu)樗{色，則證明原氣體中確實存在Cl2，Cl2中的氯化氫的去除使用飽和NaCl溶液，飽和NaCl溶液也可以讓FeCl3溶解，并且除去O2影響過程中提供酸性的HCl氣體，從而排除兩個其他影響因素；方案2：觀察到A中部分固體溶解，產生白霧和黃色氣體，B中KSCN溶液變紅，說明生成鐵離子，方案2中檢驗Fe2+的試劑是鐵氰化鉀溶液，遇到亞鐵離子生成藍色沉淀，選擇NaBr溶液的依據是Br-可以被Cl2氧化成Br2，但不會被Fe3+氧化為Br2；

（4）實驗1充分加熱后，若反應中被氧化與未被氧化的氯元素質量之比為1：2，則生成物中氯氣和氯離子物質的量之比為1：4，反應中錳元素化合價+4價變化為+2價，氯元素化合價-1價變化為0價，根據電子守恒和原子守恒得到A中發(fā)生反應的化學方程式為MnO2+2FeCl3·6H2OFe2O3+MnCl2+Cl2↑+2HCl+11H2O；

（5）該學習小組認為實驗1中溶液變藍，可能還有另外一種原因是：實驗未先趕出空氣，其中的O2在此條件下可能氧化I-，FeCl36H2O受熱水解，生成HCl氣體，作對照實驗，需用鹽酸酸化，即另取一支試管，向其中加入KI淀粉溶液，再滴入幾滴HCl溶液，在空氣中放置，觀察一段時間后溶液是否變藍，若一段時間后溶液變藍則推測成立。