Question

【題目】研究非金屬元素及其化合物的性質具有重要意義。

Ⅰ. 含硫物質燃燒會產生大量煙氣，主要成分是SO2、CO2、N2、O2。某研究性學習小組在實驗室利用裝置測定煙氣中SO2的體積分數。

（1）將部分煙氣緩慢通過C、D裝置，其中C、D中盛有的藥品分別是_______、________。（填序號）

①KMnO4溶液 ②飽和NaHSO3溶液 ③飽和Na2CO3溶液④飽和NaHCO3溶液

（2）若煙氣的流速為amL/min，若t1分鐘后，測得量筒內液體體積為VmL，則SO2的體積分數___________。

II.某化學興趣小組為探究Cl2、Br2、Fe3＋的氧化性強弱，設計如下實驗：

（3）檢查裝置A的氣密性：_________________，向分液漏斗中注水，若水不能順利滴下，則氣密性良好。

（4）整套實驗裝置存在一處明顯的不足，請指出：___________________________。

（5）用改正后的裝置進行實驗，實驗過程如下：

實驗操作	實驗現象	結論
打開活塞a，向圓底燒瓶中滴入適量濃鹽酸；然后關閉活塞a，點燃酒精燈	D裝置中：溶液變紅 E裝置中：水層溶液變黃，振蕩后，CCl4層無明顯變化	Cl2、Br2、Fe3＋的氧化性由強到弱的順序為________

（6）因忙于觀察和記錄，沒有及時停止反應，D、E中均發生了新的變化。

D裝置中：紅色慢慢褪去。

E裝置中：CCl4層先由無色變為橙色，后顏色逐漸加深，直至變成紅色。

為探究上述實驗現象的本質，小組同學查得資料如下：

Ⅰ.(SCN)2性質與鹵素單質類似。氧化性：Cl2>(SCN)2。

Ⅱ.Cl2和Br2反應生成BrCl，它呈紅色(略帶黃色)，沸點約5 ℃，與水發生水解反應。

Ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。

Ⅰ.(SCN)2性質與鹵素單質類似。氧化性：Cl2>(SCN)2。

Ⅱ.Cl2和Br2反應生成BrCl，它呈紅色(略帶黃色)，沸點約5 ℃，與水發生水解反應。

Ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。

①請用平衡移動原理(結合化學用語)解釋Cl2過量時D中溶液紅色褪去的原因：________________________；可設計簡單實驗證明上述解釋：取少量褪色后的溶液，滴加_____________，若______________，則上述解釋合理。

②欲探究E中顏色變化的原因，設計實驗如下：用分液漏斗分離出E的下層溶液，蒸餾、收集紅色物質，取少量，加入AgNO3溶液，結果觀察到僅有白色沉淀產生。請結合化學用語解釋僅產生白色沉淀的原因：_________________________________。

Answer 1

【答案】① ④ 關閉止水夾b，打開活塞a 缺少尾氣處理裝置 Cl2＞Br2＞Fe3+ 過量氯氣和SCN－反應2SCN-+Cl2=2Cl－+2(SCN)2，使SCN-濃度減小，則Fe3++3SCN－＝Fe(SCN)3平衡逆向移動而褪色 滴加KSCN溶液，若溶液變紅色(或滴加FeCl3溶液，若溶液不變紅） BrCl+H2O＝HBrO+HCl 反應只產生Cl－，不產生Br－

【解析】

本題探究氧化性的強弱，用強制弱的原理進行相關的實驗。這個實驗的流程為制取氯氣→收集（安全瓶）→凈化氯氣（除HCl）→然后進行實驗。在兩組實驗中可以對比探究先氧化Fe2+還是Br-。從而得到相關的結論。

（1）二氧化硫具有強的還原性，可以用強氧化性的高錳酸鉀吸收；二氧化碳在飽和碳酸氫鈉溶液中的溶解度很小，可以用排飽和碳酸氫鈉溶液來側量剩余氣體的體積，故答案為：①④；

（2）若模擬煙氣的流速為amL/min，t1分鐘后測得量筒內液體為VmL，則混合氣體二氧化碳、氧氣、氮氣的體積是Vml，則二氧化硫的體積為t1amL-VmL，所以二氧化硫的體積分數為：×100%=；

（3）檢查裝置A的氣密性：關閉止水夾b，打開活塞a，向分液漏斗中注水，若水不能順利滴下，則氣密性良好;

（4）整套實驗裝置存在一處明顯的不足是：缺少尾氣處理裝置；

（5）D裝置中：溶液變紅，說明有鐵離子生成，據此得出氯氣的氧化性大于鐵離子；E裝置中：水層溶液變黃，振蕩后CCl4層無明顯變化，說明少量的氯氣先與亞鐵離子反應而溴離子未參加反應，根據D和E裝置中的現象可知，溴的氧化性大于鐵離子，則氧化性強弱順序是 Cl2＞Br2＞Fe3+；

（6）①過量氯氣和SCN－反應2SCN-+Cl2=2Cl－+2(SCN)2，使SCN-濃度減小，則Fe3++3SCN－＝Fe(SCN)3平衡逆向移動而褪色；

取少量褪色后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液變紅色(或滴加FeCl3溶液，若溶液不變紅），則上述推測合理；

②用分液漏斗分離出E的下層溶液，蒸餾、收集紅色物質，取少量，加入AgNO3溶液， 發生反應BrCl+H2O=HBrO+HCl，反應只產生Cl－，不產生Br－，結果觀察到僅有白色沉淀產生。