Question

17．学习小组设计了如图实验（部分装置），将氯气依次通过下列装置以验证氯气的性质：

（1）通入氯气后，A中的现象是溶液变蓝色．C装置中发生反应的离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（2）①通入氯气一段时间后，B瓶的溶液中有一部分SO₃^2-氧化成SO₄^2-．设计试验方案，检验B瓶溶液中Cl^-和SO₄^2-的存在．

实 验 步 骤	预期现象和结论
步骤1：取适量B瓶中溶液于一干净试管中，滴加过量稀盐酸和适量的BaCl2溶液，振荡．	若产生白色沉淀，则B瓶溶液中存在SO42-．
步骤2：另取适量B瓶中溶液于试管一干净试管中，滴加过量的2mol/L HNO3和l mol/L Ba（NO3）2溶液，振荡，静置．	产生白色沉淀．
步骤3：取步骤2后试管中的上层清液于一干净试管中，滴加01mol/L AgNO3溶液，振荡．	若产生白色沉淀，则B瓶溶液中存在Cl-．

②实验步骤2的目的是：除去溶液中的SO₃^2-和SO₄^2-，防止对Cl^-检测的干扰．
（3）为准确测定通入氯气一段时间后C瓶中剩余FeCl₂的物质的量．实验如下：
①配制250mL 溶液：将C瓶中全部溶液取出盛于250mL容量瓶中，并准确配制成250mL溶液．
确保C瓶中的溶液全部取出（溶质无损失），需进行的操作是将C瓶中的溶液转移到容量瓶后，用少量蒸馏水洗涤C瓶2～3次，并转入容量瓶．
②滴定：准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中，将0.20mol/L KMnO₄溶液装入酸式滴定管，滴定至终点，记录数据．重复滴定2次．平均消耗KMnO₄溶液V mL．（反应方程式：Fe²⁺+MnO₄^-+H⁺-Fe³⁺+Mn²⁺+H₂O，未配平）
③计算：C瓶中剩余FeCl₂的物质的量，n（FeCl₂）=0.01Vmol．

Answer 1

分析 （1）A中氯气氧化碘离子生成碘单质，遇淀粉变蓝；C中氯气氧化亚铁离子；
（2）检验洗气瓶B溶液中Cl^-和SO₄^2-的存在，利用氯化钡、盐酸检验硫酸根离子；将硫酸根离子除去后利用硝酸和硝酸银检验氯离子；
（3）①配制溶液应把溶质全部转移到容量瓶中，利用洗涤C瓶几次一并转入容量瓶中；
②KMnO₄溶液是强氧化性溶液，能腐蚀橡胶管分析；
③由5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O计算，注意量取溶液体积变化的计算．

解答 解：（1）A中氯气氧化碘离子生成碘单质，遇淀粉变蓝，则观察到A中溶液变蓝色，C中氯气氧化亚铁离子，则发生反应的离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；
故答案为：溶液变蓝色；2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；
（2）①检验洗气瓶B溶液中Cl^-和SO₄^2-的存在，利用氯化钡、盐酸检验硫酸根离子；将硫酸根离子除去后利用硝酸和硝酸银检验氯离子，则步骤与现象为

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量洗气瓶B中溶液于试管A中，滴加过量的稀盐酸和BaCl2 溶液振荡	若产生白色沉淀，则B瓶溶液中存在SO42-．
步骤2：另取适量洗气瓶B中溶液于试管B中，滴加过量的1mol/LLBa（NO3）2溶液，振荡、静置	产生白色沉淀．
步骤3：取步骤2后试管B中的上层清液于试管C中，滴加0.1mol/LAgNO3溶液和2mol/LHNO3，振荡．	若产生白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在Cl-

故答案为：

实验步骤	预期现象和结论
过量的稀盐酸和BaCl2溶液
	若产生白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在Cl-

②实验步骤2另取适量洗气瓶B中溶液于试管B中，滴加过量的1mol/LLBa（NO₃）₂溶液，振荡、静置，操作的目的是除去溶液中的SO₃^2-和SO₄^2-，防止对Cl^-检测的干扰；
故答案为：除去溶液中的SO₃^2-和SO₄^2-，防止对Cl^-检测的干扰；
（3）①配制250mL 溶液：将C瓶中全部溶液取出盛于250mL容量瓶中，并准确配制成250mL溶液，确保C瓶中的溶液全部取出，溶质无损失，需要将C瓶中的溶液转移到容量瓶后，用少量蒸馏水洗涤C瓶2～3次，并转入容量瓶；
故答案为：将C瓶中的溶液转移到容量瓶后，用少量蒸馏水洗涤C瓶2～3次，并转入容量瓶；
②KMnO₄溶液是强氧化性溶液，能腐蚀橡胶管，则应盛放在酸式滴定管中，故答案为：酸式滴定管；
③由5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，
     5     1
     x    v×0.001L×0.20mol/L
解得x=0.200mol/L×V×10^-3 L×5mol=0.001Vmol，
则250mL溶液中FeCl₂的物质的量为 $\frac{250}{25}$×0.001Vmol=0.01Vmol，
故答案为：0.01V．

点评 本题以氯气的性质为载体考查实验及成分的测定，把握离子的性质及发生的化学反应分析现象及计算为解答的关键，侧重学生分析能力、计算能力、知识迁移应用能力的综合考查，题目难度中等．