Question

12．为了验证Cl^-、SO₂、Fe²⁺还原性的强弱，某课外小组同学设计了如图所示装置进行实验．

回答下列问题：
（1）A装置制取氯气反应的离子方程式为ClO₃^-+5Cl^-═3Cl₂↑+3H₂O；C装置制备SO₂反应的离子方程式为SO₃^2-+H₂SO₄（浓）=SO₄^2-+SO₂↑+H₂O．
（2）若要用上述装置连续验证还原性：SO₂＞Fe²⁺＞Cl^-
①验证还原性Fe²⁺＞Cl^-的操作是关闭K₁ 、K₃、K₄，打开K₂、分液漏斗活塞a．
②再验证还原性SO₂＞Fe²⁺的操作是关闭K₁ 、K₂、K₄，打开K₃、分液漏斗活塞b．
（3）实验结束时，检验实验后的B中溶液是否含有SO₄^2-的操作方法为打开旋塞b，放出少量溶液于D中，加入盐酸无现象，加入氯化钡溶液生成白色沉淀是硫酸钡沉淀，证明原溶液中含硫酸根离子．

Answer 1

分析 （1）C装置中是固体亚硫酸钠和浓硫酸反应生成二氧化硫气体；
（2）①验证还原性Fe²⁺＞Cl^-是利用装置中的反应，还原剂的还原性大于还原产物，可以先再A装置制备氯气通入B装置的氯化亚铁溶液中发生反应，溶液变化浅绿色为黄色溶液；
②验证还原性SO₂＞Fe²⁺是利用装置C制备二氧化硫气体，通入装置B中的氯化铁溶液中，溶液由黄色变化为浅绿色，氯化铁被二氧化硫还原生成氯化亚铁，氧化还原反应中还原剂还原性大于还原产物；
（3）检验硫酸根离子的实验方法是加入盐酸、氯化钡，观察是否有白色沉淀生成设计实验．

解答 解：（1）KClO₃中Cl元素化合价由+5价变成0价，化合价降低5价，HCl中氯元素化合价由-1价升高为0价，反应方程式为：KClO₃+6HCl═KCl+3Cl₂↑+3H₂O，改成离子方程式为：ClO₃^-+5Cl^-═3Cl₂↑+3H₂O；
C装置中是固体亚硫酸钠和浓硫酸反应生成二氧化硫气体，反应的离子方程式为：SO₃^2-+H₂SO₄（浓）=SO₄^2-+SO₂↑+H₂O，
故答案为：ClO₃^-+5Cl^-═3Cl₂↑+3H₂O；SO₃^2-+H₂SO₄（浓）=SO₄^2-+SO₂↑+H₂O；
（2）①验证还原性Fe²⁺＞Cl^-是利用装置中的反应，还原剂的还原性大于还原产物，可以先再A装置制备氯气通入B装置的氯化亚铁溶液中发生反应，溶液变化浅绿色为黄色溶液，操作是关闭K₁ 、K₃、K₄，打开K₂、分液漏斗活塞a，发生反应Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-，依据现象和反应判断，还原剂Fe²⁺的还原性大于还原产物Cl^-，
故答案为：关闭K₁ 、K₃、K₄，打开K₂、分液漏斗活塞a；
②验证还原性SO₂＞Fe²⁺是利用装置C制备二氧化硫气体，通入装置B中的氯化铁溶液中，溶液由黄色变化为浅绿色，氯化铁被二氧化硫还原生成氯化亚铁，2Fe³⁺+SO₂+H₂O=2Fe²⁺+2H⁺+SO₄^2-，氧化还原反应中还原剂SO₂还原性大于还原产物Fe²⁺，操作为：关闭K₁ 、K₂、K₄，打开K₃、分液漏斗活塞b，
故答案为：关闭K₁ 、K₂、K₄，打开K₃、分液漏斗活塞b；
（3）检验硫酸根离子的实验方法是加入盐酸、氯化钡，观察是否有白色沉淀生成设计实验，实验结束时，检验实验后的B中溶液是否含有SO₄^2-的操作方法为：打开旋塞b，放出少量溶液于D中，加入盐酸无现象，加入氯化钡溶液生成白色沉淀是硫酸钡沉淀，证明原溶液中含硫酸根离子，
故答案为：打开旋塞b，放出少量溶液于D中，加入盐酸无现象，加入氯化钡溶液生成白色沉淀是硫酸钡沉淀，证明原溶液中含硫酸根离子．

点评 本题考查了物质制备、物质检验、氧化还原反应中还原性强弱比较的实验设计步骤和反应原理，注意装置中活塞开关的作用，题目难度中等，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．