Question

【题目】为验证氧化性Cl2＞Fe3+＞SO2，某小组用下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）甲中发生反应的化学方程式为______________________。

（2）用70%的硫酸制取SO2，反应速率比用98%的硫酸快，原因是_________________。

（3）实验中，证明氧化性Fe3+＞SO2的离子方程式为______________________________。

（4）有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三组同学分别完成了上述实验，实验结果如下：

	步骤3溶液中含有的离子	步骤5溶液中含有的离子
Ⅰ	既有Fe3+又有Fe2+	有SO42-
Ⅱ	有Fe3+无Fe2+	有SO42-
Ⅲ	有Fe3+无Fe2+	有Fe2+

上述实验结果一定能够证明Cl2＞Fe3+＞SO2的是______（填“I”、“II”或“III”）。

Answer 1

【答案】MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑70%的硫酸中c(H＋)比98%的硫酸大2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42－＋4H＋I、Ⅲ

【解析】

（1）在加热的条件下二氧化锰氧化浓盐酸生成氯气，所以甲中发生反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑；正确答案：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。

（2）应用70%的硫酸中c(H＋)比98%的硫酸中c(H＋)大，氢离子浓度大反应速率快；正确答案：70%的硫酸中c(H＋)比98%的硫酸大。

（3）铁离子具有氧化性，能把SO2氧化生成硫酸，反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42－＋4H＋；正确答案：2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42－＋4H＋。

（4）步骤3溶液中含有铁离子生成，说明氯气把亚铁离子氧化生成铁离子。根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，氧化性是氯气强于铁离子；I组实验中既有Fe3＋又有Fe2＋，这说明氯气不足。因此能与SO2反应的只有铁离子。由于步骤5溶液中含有SO42－，这说明铁离子把SO2氧化生成了硫酸，因此氧化性是铁离子强于SO2，I正确；Ⅱ组实验中有Fe3＋无Fe2＋，因此不能排除氯气是否过量。实验即使步骤5溶液中含有SO42－，也不能说明是被铁离子氧化的，所以无法证明氧化性是铁离子强于SO2。Ⅲ组实验中有Fe3＋无Fe2＋，虽然不能说明氯气是否过量，但由于在步骤5溶液中含有亚铁离子，这说明在反应中铁离子被SO2还原，所以可以证明氧化性是铁离子强于SO2，答案选I、Ⅲ；正确选项I、Ⅲ。