Question

【題目】為驗證氧化性Cl2＞Fe3+＞SO2，某小組用下圖所示裝置進行實驗（夾持儀器和甲中加熱裝置已略，氣密性已檢驗）。

實驗步驟：

①在甲裝置中，打開活塞a，加熱，待裝置中充滿黃綠色氣體時，與丙裝置連接。

②當(dāng)丙裝置中FeC12溶液變黃時，停止加熱。

③打開活塞c，使約2mL的溶液滴入試管中，檢驗溶液中的離子。

④在乙裝置中，打開活塞b，待空氣排盡后，將乙中產(chǎn)生的氣體通入上述丙裝置變黃后的溶液中，一段時間后，停止。

⑤更新丙中試管，打開活塞c，使約2mL的溶液滴入試管中，檢驗溶液中的離子。

回答下列問題：

（1）甲中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。

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

（3）實驗中，證明氧化性Fe3+＞SO2的離子方程式為______________________________。

（4）有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三組同學(xué)分別完成了上述實驗，實驗結(jié)果如下：

	步驟3溶液中含有的離子	步驟5溶液中含有的離子
Ⅰ	既有Fe3+又有Fe2+	有SO42-
Ⅱ	有Fe3+無Fe2+	有SO42-
Ⅲ	有Fe3+無Fe2+	有Fe2+

上述實驗結(jié)果一定能夠證明Cl2＞Fe3+＞SO2的是______（填“I”、“II”或“III”）。

Answer 1

【答案】MnO2＋4HCl(濃)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）在加熱的條件下二氧化錳氧化濃鹽酸生成氯氣，所以甲中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑；正確答案：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。

（2）應(yīng)用70%的硫酸中c(H＋)比98%的硫酸中c(H＋)大，氫離子濃度大反應(yīng)速率快；正確答案：70%的硫酸中c(H＋)比98%的硫酸大。

（3）鐵離子具有氧化性，能把SO2氧化生成硫酸，反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42－＋4H＋；正確答案：2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42－＋4H＋。

（4）步驟3溶液中含有鐵離子生成，說明氯氣把亞鐵離子氧化生成鐵離子。根據(jù)氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物的氧化性可知，氧化性是氯氣強于鐵離子；I組實驗中既有Fe3＋又有Fe2＋，這說明氯氣不足。因此能與SO2反應(yīng)的只有鐵離子。由于步驟5溶液中含有SO42－，這說明鐵離子把SO2氧化生成了硫酸，因此氧化性是鐵離子強于SO2，I正確；Ⅱ組實驗中有Fe3＋無Fe2＋，因此不能排除氯氣是否過量。實驗即使步驟5溶液中含有SO42－，也不能說明是被鐵離子氧化的，所以無法證明氧化性是鐵離子強于SO2。Ⅲ組實驗中有Fe3＋無Fe2＋，雖然不能說明氯氣是否過量，但由于在步驟5溶液中含有亞鐵離子，這說明在反應(yīng)中鐵離子被SO2還原，所以可以證明氧化性是鐵離子強于SO2，答案選I、Ⅲ；正確選項I、Ⅲ。