为验证氧化性Cl2＞Fe3+＞SO2，某小组用下图所示装置进行实验实验过程如下：Ⅰ.打开弹簧夹K1～K4

题文

（18分）为验证氧化性Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器和 A中加热装置已略，气密性已检验）实验过程如下：



Ⅰ.打开弹簧夹K₁～K₄，通入一段时间N₂，再将T型导管插入B中，继续通入N₂，然后关闭K₁、K₃、K₄。
Ⅱ.打开活塞a，滴加一定量的浓盐酸，给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时，停止加热，夹紧弹簧夹K₂。
Ⅳ.打开活塞b，使约2mL的溶液流入D试管中，检验其中的离子。
Ⅴ.打开弹簧夹K₃、活塞c，加入70%的硫酸，一段时间后夹紧弹簧夹K₃。
Ⅵ.更新试管D，重复过程Ⅳ，检验B溶液中的离子。
（1）过程Ⅰ的目的是_________________________________________________。
（2）棉花中浸润的溶液为______________________。
（3）A中发生反应的化学方程式为                                         。
（4）用70%的硫酸制取SO₂，反应速率比用98%的硫酸快，原因是                    。
（5）能说明氧化性Fe³⁺＞SO₂的离子方程式是______________________________________。
（6）甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl₂＞Fe³⁺＞SO₂的是        （填“甲”“乙”“丙”）。
 
过程Ⅳ  B溶液中含有的离子
过程Ⅵ  B溶液中含有的离子
甲
有Fe³⁺无Fe²⁺
有SO₄^2-
乙
既有Fe³⁺又有Fe²⁺
有SO₄^2-
丙
有Fe³⁺无Fe²⁺
有Fe²⁺
（7）进行实验过程Ⅴ时，B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色，停止通气，放置一段时间后溶液
颜色变为浅绿色。
查阅资料：Fe²⁺（aq）＋SO₃^2-（aq）

FeSO₃（s）（墨绿色）
提出假设：FeCl₃与SO₂的反应经历了中间产物FeSO₃，溶液的红棕色是FeSO₃（墨绿色）与FeCl₃（黄色）的混合色。某同学设计如下实验，证实该假设成立：



①溶液E和F分别为                 、                。
②请用化学平衡原理解释步骤3中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因                     。

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）排除空气（1分） （2）NaOH溶液 （3）MnO₂ + 4HCl(浓) △MnCl₂+Cl₂↑+ 2H₂O
（4）70%H₂SO₄中c(H⁺)大 （5）2Fe³⁺ + SO₂  + 2H₂O＝2Fe²⁺ + SO₄^2-+4H⁺ （6）乙、丙
（7）① Na₂SO₃溶液 、FeCl₃溶液
②Fe³⁺ 消耗 SO₃^2-，c(SO₃^2-)减小，使平衡Fe²⁺(aq)＋SO₃^2-(aq)

FeSO₃(s)逆向移动，溶液颜色由红棕色变为浅绿色。（3分）

解析

（1）打开K₁～K₄，关闭K₅、K₆，通入一段时间N₂，目的是排出装置中的氧气。
（2）氯气、二氧化硫有毒，棉花中浸有NaOH溶液，吸收多余氯气、二氧化硫，防止污染空气。
（3）A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应，生成氯化锰、氯气、水，该反应为MnO₂ + 4HCl(浓) △MnCl₂+Cl₂↑+ 2H₂O。
（4）因氢离子浓度越大，反应速率越快，则70%的硫酸中的氢离子浓度比98%的硫酸中的氢离子浓度大，所以反应速率快。
（5）铁离子能把二氧化硫氧化生成硫酸，反应的离子方程式为2Fe³⁺ + SO₂  + 2H₂O＝2Fe²⁺ + SO₄^2-+4H⁺。
（6）乙中第一次，说明氯气不足，氯气氧化性大于铁离子，第二次有硫酸根离子，说明发生二氧化硫与铁离子的反应，则氧化性铁离子大于二氧化硫丙中第一次有Fe³⁺，无Fe²⁺，则氯气的氧化性大于铁离子，第二次有亚铁离子，说明发生二氧化硫与铁离子的反应，则氧化性铁离子大于二氧化硫，故答案为：乙、丙。
（7）①E与氯化亚铁溶液反应产生墨绿色，说明反应中有亚硫酸亚铁生成，因此E应该是Na₂SO₃溶液。根据FeSO₃（墨绿色）与FeCl₃（黄色）的混合后溶液显红棕色可知，F应该是FeCl₃溶液。
②铁离子具有氧化性，因此Fe³⁺ 消耗 SO₃^2-，导致c(SO₃^2-)减小，使平衡Fe²⁺(aq)＋SO₃^2-(aq)

FeSO₃(s)逆向移动，溶液颜色由红棕色变为浅绿色。

考点

据考高分专家说，试题“（18分）为验证氧化性Cl2＞Fe3+＞.....”主要考查你对 [质量守恒定律 ]考点的理解。

质量守恒定律

质量守恒定律：

参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和。
化学反应前后，各种原子种类、数目、质量都不改变。
任何变化包括化学反应和核反应都不能消除物质，只是改变了物质的原有形态或结构，所以该定律又称物质不灭定律。

质量守恒定律的本质：

原子是物质质量的最小承担者。故在化学反应中，只要各种原子总数保持不变，则总质量保持不变。所以，质量守恒定律也就等价于元素守恒。

质量守恒定律的适用范围：

①质量守恒定律适用的范围是化学变化而不是物理变化；
②质量守恒定律揭示的是质量守恒而不是其他方面的守恒。物体体积不一定守恒；
③质量守恒定律中“参加反应的”不是各物质质量的简单相加，而是指真正参与了反应的那一部分质量，反应物中可能有一部分没有参与反应；
④质量守恒定律的推论：化学反应中，反应前各物质的总质量等于反应后各物质的总质量

质量守恒定律的应用:

(1)根据质量守恒定律，参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。利用这一定律可以解释反应前后物质的质量变化及用质量差确定某反应物或生成物的质量。
(2)根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，由此可以推断反应物或生成物的组成元素。
(3)据质量守恒定律：化学反应前后元素的种类和数目相等，推断反应物或生成物的化学式。
(4)已知某反应物或生成物质量，根据化学方程式中各物质的质量比，可求出生成物或反应物的质量。