Question

【題目】某化學小組對鹵素及其化合物的制備和性質(zhì)進行如下探究實驗，根據(jù)實驗回答問題。

I.探究氯化亞鐵與氧氣反應的產(chǎn)物

已知氯化亞鐵的熔點為674℃，沸點為1023℃；三氯化鐵在100℃左右時升華，極易水解。在500℃條件下氯化亞鐵與氧氣可能發(fā)生下列反應：12FeCl2+3O22Fe2O3+8FeCl3，4FeCl2+3O22Fe2O3+4Cl2。該化學小組選用如圖部分裝置(裝置可以重復選用)進行氯化亞鐵與氧氣反應產(chǎn)物的探究。

(1)實驗裝置的合理連接順序為：A→__________→D，裝置E的作用是___________。

(2)D中發(fā)生反應的離子方程式_______。

(3)某化學興趣小組在控制在500℃下發(fā)生反應，一段時間后的產(chǎn)物進行了如下實驗探究：

①對B中反應剩余固體的成分開展實驗探究，并作出以下兩種假設：

假設一：產(chǎn)物為Fe2O3；

假設二：產(chǎn)物為________(填化學式)。

以下針對上述假設一，展開實驗研究，請完善下面表格：

實驗操作	預期現(xiàn)象與結(jié)論
取少量固體樣品于一支潔凈的試管中，加入足量的蒸餾水。	______，則假設一成立，否則，假設一不成立。

②對固體產(chǎn)物(標準狀況下)成分含量進行了如下實驗探究：B中反應剩余固體的質(zhì)量經(jīng)測定為m1g ，E中生成物的質(zhì)量經(jīng)測定為m2g。B中反應剩余固體按探究①的實驗步驟進行操作，并最終得到干燥純凈的固體質(zhì)量為m3g。則固體產(chǎn)物中Fe2O3所占的質(zhì)量分數(shù)為______。

Ⅱ.鹵素化合物之間反應實驗條件控制探究

(4)室溫下，KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。下面是該小組設計的一組實驗數(shù)據(jù)記錄表：

試管編號	1	2	3	4
0.20 mol·L-1KI溶液/ mL	1.0	1.0	1.0	1.0
KClO3(s)/g	0.10	0.10	0.10	0.10
6.0 mol·L-1H2SO4溶液/ mL	0	3.0	6.0	9.0
蒸餾水/mL	9.0	6.0	3.0	0
反應完全后，滴加2滴淀粉溶液	無色	藍色	藍色較2淺	無色

①根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，結(jié)合所學化學知識，下列說法正確的是______

A.該實驗目的是探究其它條件相同時，酸的濃度對反應產(chǎn)物的影響

B.實驗1和實驗4說明硫酸濃度太低或太濃，KClO3與KI均不反應

C.實驗2的現(xiàn)象說明在該硫酸濃度下KClO3將KI氧化為I2

D.實驗3藍色較2淺的原因是在該硫酸濃度下淀粉部分水解

②2號試管反應完全后，假設還原產(chǎn)物只有KC1，寫出反應的離子方程式___________。

Answer 1

【答案】C→B→E→C 收集生成的FeCl3 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O FeCl2、Fe2O3 有不溶性固體，液體為無色 AC ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O

【解析】

I.A中Na2O2和水反應生成O2，由于產(chǎn)物FeCl3極易水解，O2需要干燥，干燥后的O2在B中發(fā)生反應，產(chǎn)物中有氯氣，需要進行尾氣吸收，而且FeCl3易升華，因此用E進行冷凝收集FeCl3，為了防止D中的水蒸氣進入E中，E和D之間還需要加入一個干燥管。

Ⅱ.從表格數(shù)據(jù)來看，只有硫酸的濃度不同的，因此探究的硫酸的濃度對反應的影響。

(1) A中Na2O2和水反應生成O2，由于產(chǎn)物FeCl3極易水解，O2需要干燥，干燥后的O2在B中發(fā)生反應，產(chǎn)物中有氯氣，需要進行尾氣吸收，而且FeCl3易升華，因此用E進行冷凝收集FeCl3，為了防止D中的水蒸氣進入E中，E和D之間還需要加入一個干燥管。因此合理的順序為A→C→B→E→C→D；E的作用是收集生成的FeCl3；

(2)產(chǎn)物中有Cl2，是有毒氣體，用NaOH進行尾氣吸收，離子方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；

(3) ①一段時間后，由于FeCl3易升華，在E中被收集到，因此B中剩余的固體是鐵的氧化物，除了Fe2O3，還可能有剩余的反應物FeCl2；產(chǎn)物為FeCl2、Fe2O3；

取少量固體溶于水中， Fe2O3不溶于水，FeCl2溶于水，溶液呈淺綠色，現(xiàn)結(jié)論是假設一成立，說明沒有FeCl2，只有Fe2O3，則說明有不溶性固體，且溶液為無色；

②經(jīng)過探究①知道，固體只有Fe2O3，根據(jù)反應方程式，固體產(chǎn)物只有FeCl3和Fe2O3，則固體產(chǎn)物中Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)為；

Ⅱ.①從表格數(shù)據(jù)來看，只有硫酸的濃度不同的，因此探究的硫酸的濃度對反應的影響。

試管1中，加入淀粉無色，說明沒有反應；試管2和3中都有變色，說明有I2生成，試管4中無色，但是結(jié)合試管2和3，濃度變大了，但是顏色變淺，說明發(fā)生了反應，但是產(chǎn)物不是I2。

A、表格數(shù)據(jù)中，只有硫酸的濃度不同，因此該實驗酸的濃度對反應產(chǎn)物的影響，A正確；

B、試管4中無色，但是結(jié)合試管2和3，說明發(fā)生了反應，但是產(chǎn)物不是I2，B錯誤；

C、試管2中，反應后加入淀粉，溶液變藍色，說明有碘單質(zhì)生成，說明KClO3將KI氧化為I2，C正確；

D、如果變淺的原因是淀粉部分水解，那么試管4中也會有碘單質(zhì)生成，現(xiàn)象也為藍色，但是試管4中為無色，說明并不是淀粉水解，D錯誤；

答案選AC；

②取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色說明有碘單質(zhì)生成，假設氧化產(chǎn)物唯一，還原產(chǎn)物為氯化鉀，Cl（+5→-1）I（-1→0），根據(jù)氧化還原反應中電子守恒和原子守恒，該反應的離子方程式為：ClO3－+6I－+6H＋=Cl－+3I2+3H2O。