Question

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

 

．C装置中发生反应的离子方程式为：

 

．
（2）通入氯气一段时间后，洗气瓶B溶液中有一部分SO₃^2-氧化成SO₄^2-．设计实验方案，检验洗气瓶B溶液中Cl^-和SO₄^2-的存在．在答题卡上补充填写出实验步骤、预期现象和结论．限选试剂及仪器：2mol/L盐酸、2mol/L HNO₃溶液、1mol/L BaCl₂溶液、1mol/L Ba（NO₃）₂溶液、0.1mol/L AgNO₃溶液、澄清石灰水、试管、胶头滴管

 

．

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   ．	若产生白色沉淀，则洗气瓶B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   ．	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   ．

（3）某课外活动小组设计了如图的装置，用其进行缓慢电解NaCl溶液及相关实验（此时，打开止水夹a，关闭止水夹b）．由于粗心，实验并未达到预期目的，（阳离子交换膜只允许阳离子和水的通过）．请帮助他们分析并回答下列问题：
ⅰ．装置B中的阴极反应式

 

； 观察到A装置中的三个现象依次是

 

、烧瓶中液面上升到高于左侧尖嘴一定程度后又逐渐下落至与尖嘴相平、最后A烧杯溶液呈红色，导管有气泡溢出．
ⅱ．拔下Fe电极，向该电极所处溶液加入一种黄色的由4种元素组成的化合物的溶液会有某种现象产生以检验该电极反应产生的离子，此物质的化学式为

 

．

Answer 1

考点：氯、溴、碘的性质实验

专题：实验设计题

分析：（1）氯气有氧化性，能和碘化钾反应生成碘单质，能与氯化亚铁反应生成氯化铁；
（2）步骤1：除去亚硫酸根离子，检验硫酸根离子，步骤2：除去亚硫酸根离子和硫酸根离子，步骤3：检验氯离子；
（3）ⅰ．电解氯化钠时，阴极上是电解质中的阳离子发生得电子的还原反应；装置A是引发喷泉实验的装置，烧瓶内外存在压强差时就会产生喷泉，根据大气压强原理确定喷泉实验结束时的液面高低变化情况，根据溶液的酸碱性确定溶液颜色的变化情况；
ⅱ．根据亚铁离子遇K₃[Fe（CN）₆]会出再蓝色沉淀来检验亚铁离子的存在；

解答： 解：（1）氯气有氧化性，能和碘化钾反应生成碘单质，碘遇淀粉变蓝色．能与氯化亚铁反应生成氯化铁，离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案为：溶液变蓝色，2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；
（2）步骤1：除去亚硫酸根离子，可用过量2 mol/LHCl，检验硫酸根离子，可用1 mol/LBaCl₂溶液，若产生的白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在SO₄^2-，
故答案为：过量2 mol/LHCl和1 mol/LBaCl₂溶液，振荡；
步骤2：除去亚硫酸根离子和硫酸根离子，可用过量1 mol/LBaCl₂溶液，
故答案为：过量l mol/LBa（NO₃）₂溶液，振荡，静置；
步骤3：检验氯离子，可用0.1mol/LAgNO₃溶液和过量的2mol/LHNO₃，若产生白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在Cl^-，
故答案为：0.1mol/LAgNO₃溶液和过量的2mol/LHNO₃，振荡；若产生白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在Cl^-；
（3）ⅰ．在电解池的阴极上是电解质中的阳离子氢离子发生得电子的还原反应，即2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-（或2H⁺+2e^-═H₂↑）；在电解池中，因为在阴极铂电极上产生了氢气，所以导致A烧杯中气压增大，氨气和水接触后，因氨气极易溶于水导致水倒吸并产生红色喷泉，当烧瓶中液面上升到高于左侧导管一定程度后又逐渐下落至与导管相平时，烧瓶内外压强相等，喷泉现象结束，由于氨水显碱性，所以最后A烧杯溶液呈红色，并且在导管有气泡氢气溢出，故答案为：2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-（或2H⁺+2e^-═H₂↑）；A烧杯中的水倒吸并产生红色喷泉；
ⅱ．亚铁离子遇K₃[Fe（CN）₆]会出再蓝色沉淀，据此来检验亚铁离子的存在，故答案为：K₃[Fe（CN）₆]；

点评：本题主要考查了卤素的性质、亚铁离子和硫酸根离子的检验、电解池的相关知识，内容综合性较强，中等难度，解题时注意元素化合物知识的灵活运用．