Question

4．某学习小组通过下列装置探究MnO₂与FeCl₃•6H₂O能否反应产生Cl₂．

实验操作和现象：

操作	现象
点燃酒精灯，加热	i．A中部分固体溶解，上方出现白雾 ii．稍后，产生黄色气体，管壁附着黄色液滴 iii．B中溶液变蓝

（1）现象 i 中的白雾是盐酸小液滴，形成白雾的原因是FeCl₃•6H₂O 受热水解，生成HCl 气体，同时受热失去结晶水，HCl和H₂O 结合形成盐酸小液滴．
（2）分析现象 ii，该小组探究黄色气体的成分，实验如下：
a．加热FeCl₃•6H₂O，产生白雾和黄色气体．
b．用KSCN 溶液检验现象 ii 和a 中的黄色气体，溶液均变红．通过该实验说明现象 ii 中黄色气体含有FeCl₃．
（3）除了氯气可使B 中溶液变蓝外，推测还可能的原因是：
①实验b 检出的气体使之变蓝，反应的离子方程式是2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂．实验证实推测成立．
②溶液变蓝的另外一种原因是：在酸性条件下，装置中的空气使之变蓝．通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是另取一支试管，向其中加入KI淀粉溶液，再滴入几滴 HCl溶液，在空气中放置，若一段时间后溶液变蓝则推测成立．
（4）为进一步确认黄色气体是否含有 Cl₂，小组提出两种方案，均证实了Cl₂的存在．

方案1	在A、B 间增加盛有某种试剂的洗气瓶C	B中溶液变为蓝色
方案2	将B 中KI淀粉溶液替换为NaBr 溶液；检验 Fe 2+	B中溶液呈浅橙红色；未检出Fe 2+

①方案1 的洗气瓶C中盛放的试剂是饱和NaCl溶液．
②方案2 中检验 Fe ²⁺的原因是排除Fe³⁺将Br^-氧化成Br₂ 的可能性．
（5）将A 中产物分离得到Fe₂O₃和MnCl₂，A 中发生反应的化学方程式是3MnO₂+4FeCl₃•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+3MnCl₂+3Cl₂↑+24H₂O．

Answer 1

分析 （1）FeCl₃•6H₂O 受热失去结晶水，同时水解，生成HCl气体，HCl和H₂O结合形成盐酸小液滴；
（2）FeCl₃溶液中滴入KSCN溶液，发生络合反应，用KSCN 溶液检验现象ii 和A 中的黄色气体，溶液均变红，说明含有FeCl₃；
（3）①氯化铁具有强氧化性，可以将碘离子氧化为碘单质；
②作对照实验，需要除去Cl₂ 和Fe³⁺的干扰才能检验酸性情况下的O₂ 影响，所以最好另取溶液对酸性情况下氧气的影响进行检验．因为原题中存在HCl气体，所以酸化最好选用盐酸；
（4）①方案1：除去Cl₂中的FeCl₃ 和O₂（H⁺），若仍能观察到B中溶液仍变为蓝色，则证明原气体中确实存在Cl₂，Cl₂ 中的氯化氢的去除使用饱和NaCl溶液，饱和NaCl溶液也可以让FeCl₃ 溶解，并且除去O₂ 影响过程中提供酸性的HCl气体，从而排除两个其他影响因素；
②方案2：若B中观察到浅橙红色，则证明有物质能够将Br^-氧化成Br₂，若未检查到Fe²⁺，则证明是Cl₂ 氧化的Br^-，而不是Fe³⁺．另外，因为还原剂用的不是I^-，可不用考虑O₂（H⁺）的影响问题；
（5）二氧化锰与FeCl₃•6H₂O 反应生成Fe₂O₃、MnCl₂、Cl₂及水，据此结合原子守恒书写化学方程式．

解答 解：（1）FeCl₃•6H₂O 受热失去结晶水FeCl₃•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeCl₃+6H₂O，同时水解FeCl₃+3H₂O?Fe（OH）₃+3HCl，生成HCl气体，HCl和H₂O结合形成盐酸小液滴，而形成白雾，
故答案为：HCl小液滴；FeCl₃•6H₂O 受热水解，生成HCl 气体，同时受热失去结晶水，HCl和H₂O 结合形成盐酸小液滴；
（2）FeCl₃溶液中滴入KSCN溶液，发生络合反应，Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，生成血红色的硫氰化铁，用KSCN 溶液检验现象ii 和A 中的黄色气体，溶液均变红，说明含有FeCl₃，
故答案为：FeCl₃；
（3）①碘离子具有还原性，氯化铁具有强氧化性，两者反应，碘离子被氧化为碘单质，反应离子方程式为：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，
故答案为：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
②FeCl₃•6H₂O 受热水解，生成HCl气体，作对照实验，需用盐酸酸化，另取一支试管，向其中加入KI-淀粉溶液，再滴入几滴HCl溶液，在空气中放置，观察一段时间后溶液是否变蓝，若一段时间后溶液变蓝则推测成立，
故答案为：另取一支试管，向其中加入KI淀粉溶液，再滴入几滴 HCl溶液，在空气中放置，若一段时间后溶液变蓝则推测成立；
（4）①方案1：氯化铁能氧化碘离子，氧气在酸性条件下，能氧化碘离子，所以需除去Cl₂中的FeCl₃ 和O₂（H⁺），若仍能观察到B中溶液仍变为蓝色，则证明原气体中确实存在Cl₂，使用饱和NaCl溶液，可以让FeCl₃ 溶解，并且除去O₂ 影响过程中提供酸性的HCl气体，从而排除两个其他影响因素，
故答案为：饱和NaCl溶液；
②方案2：若B中观察到浅橙红色，为溴水的颜色，则证明有物质能够将Br^-氧化成Br₂，铁离子不能氧化溴离子，若未检查到Fe²⁺，则证明是Cl₂氧化的Br^-，而不是Fe³⁺．另外，因为还原剂用的不是I^-，可不用考虑O₂（H⁺）的影响问题，
故答案为：排除Fe³⁺将Br^-氧化成Br₂ 的可能性；
（5）二氧化锰与FeCl₃•6H₂O 反应生成Fe₂O₃、MnCl₂、Cl₂及水，反应方程式为：3MnO₂+4FeCl₃•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+3MnCl₂+3Cl₂↑+24H₂O，
故答案为：3MnO₂+4FeCl₃•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+3MnCl₂+3Cl₂↑+24H₂O．

点评 本题考查物质性质探究实验，侧重对原理分析、陌生方程式的书写等考查，是对学生综合能力的考查，熟练掌握元素化合物性质，题目难度中等．