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FeCl2溶液变黄时，停止加热。

3．打开活塞c，使约2 mL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2 mL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SO
Ⅱ	有Fe3＋无Fe2＋	有SO
Ⅲ	有Fe3＋无Fe2＋	有Fe2＋

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

Answer 1

【答案】(1)MnO2＋4HCl(浓) 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↑。(2)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。(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＋＋SO＋4H＋。(4)步骤3溶液中有铁离子生成，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Cl2>Fe3＋；Ⅰ组实验中既有Fe3＋又有Fe2＋，说明氯气不足，能与SO2反应的只有铁离子。由于步骤5溶液中含有SO，这说明铁离子把SO2氧化生成了硫酸，因此氧化性Fe3＋>SO2；Ⅱ组实验中有Fe3＋无Fe2＋，不能排除氯气是否过量。即使步骤5溶液中含有SO，也不能说明是被铁离子氧化的，所以无法证明氧化性Fe3＋>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Fe3＋>SO2，答案选Ⅰ、Ⅲ。