Question

12．為了驗(yàn)證Cl^-、SO₂、Fe²⁺還原性的強(qiáng)弱，某課外小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

回答下列問(wèn)題：
（1）A裝置制取氯氣反應(yīng)的離子方程式為ClO₃^-+5Cl^-═3Cl₂↑+3H₂O；C裝置制備SO₂反應(yīng)的離子方程式為SO₃^2-+H₂SO₄（濃）=SO₄^2-+SO₂↑+H₂O．
（2）若要用上述裝置連續(xù)驗(yàn)證還原性：SO₂＞Fe²⁺＞Cl^-
①驗(yàn)證還原性Fe²⁺＞Cl^-的操作是關(guān)閉K₁ 、K₃、K₄，打開(kāi)K₂、分液漏斗活塞a．
②再驗(yàn)證還原性SO₂＞Fe²⁺的操作是關(guān)閉K₁ 、K₂、K₄，打開(kāi)K₃、分液漏斗活塞b．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)后的B中溶液是否含有SO₄^2-的操作方法為打開(kāi)旋塞b，放出少量溶液于D中，加入鹽酸無(wú)現(xiàn)象，加入氯化鋇溶液生成白色沉淀是硫酸鋇沉淀，證明原溶液中含硫酸根離子．

Answer 1

分析 （1）C裝置中是固體亞硫酸鈉和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫氣體；
（2）①驗(yàn)證還原性Fe²⁺＞Cl^-是利用裝置中的反應(yīng)，還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物，可以先再A裝置制備氯氣通入B裝置的氯化亞鐵溶液中發(fā)生反應(yīng)，溶液變化淺綠色為黃色溶液；
②驗(yàn)證還原性SO₂＞Fe²⁺是利用裝置C制備二氧化硫氣體，通入裝置B中的氯化鐵溶液中，溶液由黃色變化為淺綠色，氯化鐵被二氧化硫還原生成氯化亞鐵，氧化還原反應(yīng)中還原劑還原性大于還原產(chǎn)物；
（3）檢驗(yàn)硫酸根離子的實(shí)驗(yàn)方法是加入鹽酸、氯化鋇，觀察是否有白色沉淀生成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（1）KClO₃中Cl元素化合價(jià)由+5價(jià)變成0價(jià)，化合價(jià)降低5價(jià)，HCl中氯元素化合價(jià)由-1價(jià)升高為0價(jià)，反應(yīng)方程式為：KClO₃+6HCl═KCl+3Cl₂↑+3H₂O，改成離子方程式為：ClO₃^-+5Cl^-═3Cl₂↑+3H₂O；
C裝置中是固體亞硫酸鈉和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫氣體，反應(yīng)的離子方程式為：SO₃^2-+H₂SO₄（濃）=SO₄^2-+SO₂↑+H₂O，
故答案為：ClO₃^-+5Cl^-═3Cl₂↑+3H₂O；SO₃^2-+H₂SO₄（濃）=SO₄^2-+SO₂↑+H₂O；
（2）①驗(yàn)證還原性Fe²⁺＞Cl^-是利用裝置中的反應(yīng)，還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物，可以先再A裝置制備氯氣通入B裝置的氯化亞鐵溶液中發(fā)生反應(yīng)，溶液變化淺綠色為黃色溶液，操作是關(guān)閉K₁ 、K₃、K₄，打開(kāi)K₂、分液漏斗活塞a，發(fā)生反應(yīng)Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-，依據(jù)現(xiàn)象和反應(yīng)判斷，還原劑Fe²⁺的還原性大于還原產(chǎn)物Cl^-，
故答案為：關(guān)閉K₁ 、K₃、K₄，打開(kāi)K₂、分液漏斗活塞a；
②驗(yàn)證還原性SO₂＞Fe²⁺是利用裝置C制備二氧化硫氣體，通入裝置B中的氯化鐵溶液中，溶液由黃色變化為淺綠色，氯化鐵被二氧化硫還原生成氯化亞鐵，2Fe³⁺+SO₂+H₂O=2Fe²⁺+2H⁺+SO₄^2-，氧化還原反應(yīng)中還原劑SO₂還原性大于還原產(chǎn)物Fe²⁺，操作為：關(guān)閉K₁ 、K₂、K₄，打開(kāi)K₃、分液漏斗活塞b，
故答案為：關(guān)閉K₁ 、K₂、K₄，打開(kāi)K₃、分液漏斗活塞b；
（3）檢驗(yàn)硫酸根離子的實(shí)驗(yàn)方法是加入鹽酸、氯化鋇，觀察是否有白色沉淀生成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)后的B中溶液是否含有SO₄^2-的操作方法為：打開(kāi)旋塞b，放出少量溶液于D中，加入鹽酸無(wú)現(xiàn)象，加入氯化鋇溶液生成白色沉淀是硫酸鋇沉淀，證明原溶液中含硫酸根離子，
故答案為：打開(kāi)旋塞b，放出少量溶液于D中，加入鹽酸無(wú)現(xiàn)象，加入氯化鋇溶液生成白色沉淀是硫酸鋇沉淀，證明原溶液中含硫酸根離子．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備、物質(zhì)檢驗(yàn)、氧化還原反應(yīng)中還原性強(qiáng)弱比較的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟和反應(yīng)原理，注意裝置中活塞開(kāi)關(guān)的作用，題目難度中等，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>