Question

【题目】研究非金属元素及其化合物的性质具有重要意义。

Ⅰ. 含硫物质燃烧会产生大量烟气，主要成分是SO2、CO2、N2、O2。某研究性学习小组在实验室利用装置测定烟气中SO2的体积分数。

（1）将部分烟气缓慢通过C、D装置，其中C、D中盛有的药品分别是_______、________。（填序号）

①KMnO4溶液 ②饱和NaHSO3溶液 ③饱和Na2CO3溶液④饱和NaHCO3溶液

（2）若烟气的流速为amL/min，若t1分钟后，测得量筒内液体体积为VmL，则SO2的体积分数___________。

II.某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3＋的氧化性强弱，设计如下实验：

（3）检查装置A的气密性：_________________，向分液漏斗中注水，若水不能顺利滴下，则气密性良好。

（4）整套实验装置存在一处明显的不足，请指出：___________________________。

（5）用改正后的装置进行实验，实验过程如下：

实验操作	实验现象	结论
打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后关闭活塞a，点燃酒精灯	D装置中：溶液变红 E装置中：水层溶液变黄，振荡后，CCl4层无明显变化	Cl2、Br2、Fe3＋的氧化性由强到弱的顺序为________

（6）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。

D装置中：红色慢慢褪去。

E装置中：CCl4层先由无色变为橙色，后颜色逐渐加深，直至变成红色。

为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：

Ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性：Cl2>(SCN)2。

Ⅱ.Cl2和Br2反应生成BrCl，它呈红色(略带黄色)，沸点约5 ℃，与水发生水解反应。

Ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。

Ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性：Cl2>(SCN)2。

Ⅱ.Cl2和Br2反应生成BrCl，它呈红色(略带黄色)，沸点约5 ℃，与水发生水解反应。

Ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。

①请用平衡移动原理(结合化学用语)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因：________________________；可设计简单实验证明上述解释：取少量褪色后的溶液，滴加_____________，若______________，则上述解释合理。

②欲探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因：_________________________________。

Answer 1

【答案】① ④ 关闭止水夹b，打开活塞a 缺少尾气处理装置 Cl2＞Br2＞Fe3+ 过量氯气和SCN－反应2SCN-+Cl2=2Cl－+2(SCN)2，使SCN-浓度减小，则Fe3++3SCN－＝Fe(SCN)3平衡逆向移动而褪色 滴加KSCN溶液，若溶液变红色(或滴加FeCl3溶液，若溶液不变红） BrCl+H2O＝HBrO+HCl 反应只产生Cl－，不产生Br－

【解析】

本题探究氧化性的强弱，用强制弱的原理进行相关的实验。这个实验的流程为制取氯气→收集（安全瓶）→净化氯气（除HCl）→然后进行实验。在两组实验中可以对比探究先氧化Fe2+还是Br-。从而得到相关的结论。

（1）二氧化硫具有强的还原性，可以用强氧化性的高锰酸钾吸收；二氧化碳在饱和碳酸氢钠溶液中的溶解度很小，可以用排饱和碳酸氢钠溶液来侧量剩余气体的体积，故答案为：①④；

（2）若模拟烟气的流速为amL/min，t1分钟后测得量筒内液体为VmL，则混合气体二氧化碳、氧气、氮气的体积是Vml，则二氧化硫的体积为t1amL-VmL，所以二氧化硫的体积分数为：×100%=；

（3）检查装置A的气密性：关闭止水夹b，打开活塞a，向分液漏斗中注水，若水不能顺利滴下，则气密性良好;

（4）整套实验装置存在一处明显的不足是：缺少尾气处理装置；

（5）D装置中：溶液变红，说明有铁离子生成，据此得出氯气的氧化性大于铁离子；E装置中：水层溶液变黄，振荡后CCl4层无明显变化，说明少量的氯气先与亚铁离子反应而溴离子未参加反应，根据D和E装置中的现象可知，溴的氧化性大于铁离子，则氧化性强弱顺序是 Cl2＞Br2＞Fe3+；

（6）①过量氯气和SCN－反应2SCN-+Cl2=2Cl－+2(SCN)2，使SCN-浓度减小，则Fe3++3SCN－＝Fe(SCN)3平衡逆向移动而褪色；

取少量褪色后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液变红色(或滴加FeCl3溶液，若溶液不变红），则上述推测合理；

②用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO3溶液， 发生反应BrCl+H2O=HBrO+HCl，反应只产生Cl－，不产生Br－，结果观察到仅有白色沉淀产生。