Question

12．学习小组设计了如图实验（部分装置），将氯气依次通过下列装置以验证氯气的性质：

（1）通入氯气后，A中的现象是溶液变蓝色．C装置中发生反应的离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-．
（2）通入氯气一段时间后，洗气瓶B溶液中有一部分SO₃^2-氧化成SO₄^2-．设计试验方案，检验洗气瓶B溶液中Cl^-和SO₄^2-的存在．在答题卡上补充填写出实验步骤、预期现象和结论．
限选试剂及仪器：2mol/LHCl、2mol/LHNO₃、1mol/LBaCl₂溶液、lmol/LBa（NO₃）₂溶液、0.1mol/LAgNO₃溶液、澄清石灰水、试管、胶头滴管．

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量洗气瓶B中溶液于试管A中，滴加过量2mol/LHCl和1mol/LBaCl2溶液 振荡．	若产生的白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在SO42-
步骤2：另取适量洗气瓶B中溶液于试管B中，滴加滴加入过量lmol/LBa（NO3）2溶液 振荡，静置．	产生白色沉淀．
步骤3：取步骤2后试管B中的上层清液于试管C中， 滴加0.1mol/LAgNO3溶液和过量的2mol/LHNO3，振荡．．	若产生白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在氯离子

（3）为准确测定通入氯气一段时间后剩余FeCl₂的物质的量．实验如下：
①配制250mL 溶液：取洗气瓶C中全部溶液准确配制250mL溶液．
②滴定：准确量取25.00ml所配溶液于锥形瓶中，将0.1980mol/LKMnO₄溶液装入酸式滴定管，滴定至终点，记录数据．重复滴定2次．平均消耗KMnO₄溶液V mL．（反应式：Fe²⁺+MnO₄^-+H⁺-Fe³⁺+Mn²⁺+H₂O，未配平）
③计算250mL溶液中FeCl₂的物质的量=$\frac{250}{25}$×0.1980×V×10^-3×5 或10×0.1980×V×10^-3×5 mol（只列出算式，不做运算）．

Answer 1

分析 （1）氯气有氧化性，能和碘化钾反应生成碘单质，能与氯化亚铁反应生成氯化铁；
（2）步骤1：除去亚硫酸根离子，检验硫酸根离子，步骤2：除去亚硫酸根离子和硫酸根离子，步骤3：检验氯离子；
（3）②高锰酸钾具有强的氧化性，应选择酸式滴定管；
②由5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，反应的定量关系计算，注意溶液体积变化；

解答 解：（1）氯气有氧化性，能和碘化钾反应生成碘单质，碘遇淀粉变蓝色．能与氯化亚铁反应生成氯化铁，离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案为：溶液变蓝色；2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；
（2）步骤一：检验硫酸根离子，应先排除亚硫酸根离子干扰，滴加过量2mol/LHCl和1mol/LBaCl₂溶液，振荡，若产生的白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在SO₄^2-，；
步骤二：除去亚硫酸根离子和硫酸根离子，可用过量l mol/LBa（NO₃）₂溶液；
步骤三：检验氯离子存在，用硝酸银检验，再用稀硝酸确认，可用0.1mol/LAgNO₃溶液和过量的2mol/LHNO₃，若产生白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在Cl^-，
故答案为：

实验步骤	预期现象和结论
滴加过量2mol/LHCl和1mol/LBaCl2溶液，振荡．
滴加入过量lmol/LBa（NO3）2溶液，振荡，静置．
0.1mol/LAgNO3溶液和过量的2mol/LHNO3，振荡．	若产生白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在氯离子．

（3）②高锰酸钾具有强的氧化性，应选择酸式滴定管；
故答案为：酸式滴定管；
③由5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
        5     1
        x    v×0.001L×0.1980mol/L
解得x=0.1980×V×10^-3×5mol，
则250mL溶液中FeCl₂的物质的量为：$\frac{250}{25}$×0.1980×V×10^-3×5 或10×0.1980×V×10^-3×5，
故答案为：$\frac{250}{25}$×0.1980×V×10^-3×5 或10×0.1980×V×10^-3×5．

点评 本题以氯气的性质为载体考查实验及成分的测定，把握离子的性质及发生的化学反应分析现象及计算为解答的关键，侧重学生分析能力、计算能力、知识迁移应用能力的综合考查，题目难度中等．