Question

20．某學(xué)習(xí)小組通過下列裝置探究MnO₂與FeCl₃•6H₂O能否反應(yīng)產(chǎn)生Cl₂．資料顯示：氯化鐵為共價化合物．

實驗操作和現(xiàn)象：

操作	現(xiàn)象
點(diǎn)燃酒精燈，加熱	i．A中部分固體溶解，上方出現(xiàn)白霧 ii．稍后，產(chǎn)生黃色氣體，管壁附著黃色液滴 iii．B中溶液變藍(lán)

（1）現(xiàn)象i中的白霧是HCl小液滴，形成白霧的原因是FeCl₃•6H₂O 受熱水解，生成HCl 氣體，同時受熱失去結(jié)晶水，HCl和H₂O 結(jié)合形成鹽酸小液滴．
（2）分析現(xiàn)象 ii，該小組探究黃色氣體的成分，實驗如下：
a．加熱FeCl₃•6H₂O，產(chǎn)生白霧和黃色氣體．
b．用KSCN 溶液分別檢驗現(xiàn)象 ii 和a 中的黃色氣體，溶液均變紅．
通過該實驗說明現(xiàn)象 ii 中黃色氣體含有FeCl₃．
（3）除了氯氣可使B中溶液變藍(lán)外，推測還可能的原因是：
①實驗b 檢出的氣體使之變藍(lán)，反應(yīng)的離子方程式是2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂．實驗證實推測成立．
②溶液變藍(lán)的另外一種原因是：在酸性條件下，裝置中的空氣使之變藍(lán)．通過進(jìn)一步實驗確認(rèn)了這種可能性，其實驗方案是另取一支試管，向其中加入KI淀粉溶液，再滴入幾滴 HCl溶液，在空氣中放置，若一段時間后溶液變藍(lán)則推測成立．
（4）為進(jìn)一步確認(rèn)黃色氣體是否含有 Cl₂，小組提出兩種方案，均證實了Cl₂的存在．

方案1	在A、B間增加盛有某種試劑的洗氣瓶C	B中溶液變?yōu)樗{(lán)色
方案2	將B中KI淀粉溶液替換為NaBr溶液；檢驗 Fe2+	B中溶液呈淺橙紅色；未檢出Fe2+

①方案1 的洗氣瓶C中盛放的試劑是飽和NaCl溶液．
②方案2 中檢驗 Fe²⁺的原因是排除Fe³⁺將Br^-氧化成Br₂ 的可能性．
（5）將A中產(chǎn)物分離得到Fe₂O₃和MnCl₂，A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是3MnO₂+4FeCl₃•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+3MnCl₂+3Cl₂↑+24H₂O．

Answer 1

分析 （1）FeCl₃•6H₂O 受熱失去結(jié)晶水，同時水解，生成HCl氣體，HCl和H₂O結(jié)合形成鹽酸小液滴；
（2）FeCl₃溶液中滴入KSCN溶液，發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，用KSCN 溶液檢驗現(xiàn)象ii 和A 中的黃色氣體，溶液均變紅，說明含有FeCl₃；
（3）①氯化鐵具有強(qiáng)氧化性，可以將碘離子氧化為碘單質(zhì)；
②作對照實驗，需要除去Cl₂ 和Fe³⁺的干擾才能檢驗酸性情況下的O₂ 影響，所以最好另取溶液對酸性情況下氧氣的影響進(jìn)行檢驗．因為原題中存在HCl氣體，所以酸化最好選用鹽酸；
（4）①方案1：除去Cl₂中的FeCl₃ 和O₂（H⁺），若仍能觀察到B中溶液仍變?yōu)樗{(lán)色，則證明原氣體中確實存在Cl₂，Cl₂ 中的氯化氫的去除使用飽和NaCl溶液，飽和NaCl溶液也可以讓FeCl₃ 溶解，并且除去O₂ 影響過程中提供酸性的HCl氣體，從而排除兩個其他影響因素；
②方案2：若B中觀察到淺橙紅色，則證明有物質(zhì)能夠?qū)�Br^-氧化成Br₂，若未檢查到Fe²⁺，則證明是Cl₂ 氧化的Br^-，而不是Fe³⁺．另外，因為還原劑用的不是I^-，可不用考慮O₂（H⁺）的影響問題；
（5）二氧化錳與FeCl₃•6H₂O 反應(yīng)生成Fe₂O₃、MnCl₂、Cl₂及水，據(jù)此結(jié)合原子守恒書寫化學(xué)方程式．

解答 解：（1）FeCl₃•6H₂O 受熱失去結(jié)晶水FeCl₃•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeCl₃+6H₂O，同時水解FeCl₃+3H₂O?Fe（OH）₃+3HCl，生成HCl氣體，HCl和H₂O結(jié)合形成鹽酸小液滴，而形成白霧，
故答案為：HCl小液滴；FeCl₃•6H₂O 受熱水解，生成HCl 氣體，同時受熱失去結(jié)晶水，HCl和H₂O 結(jié)合形成鹽酸小液滴；
（2）FeCl₃溶液中滴入KSCN溶液，發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，F(xiàn)e³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，生成血紅色的硫氰化鐵，用KSCN 溶液檢驗現(xiàn)象ii 和A 中的黃色氣體，溶液均變紅，說明含有FeCl₃，
故答案為：FeCl₃；
（3）①碘離子具有還原性，氯化鐵具有強(qiáng)氧化性，兩者反應(yīng)，碘離子被氧化為碘單質(zhì)，反應(yīng)離子方程式為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，
故答案為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
②FeCl₃•6H₂O 受熱水解，生成HCl氣體，作對照實驗，需用鹽酸酸化，另取一支試管，向其中加入KI-淀粉溶液，再滴入幾滴HCl溶液，在空氣中放置，觀察一段時間后溶液是否變藍(lán)，若一段時間后溶液變藍(lán)則推測成立，
故答案為：另取一支試管，向其中加入KI淀粉溶液，再滴入幾滴 HCl溶液，在空氣中放置，若一段時間后溶液變藍(lán)則推測成立；
（4）①方案1：氯化鐵能氧化碘離子，氧氣在酸性條件下，能氧化碘離子，所以需除去Cl₂中的FeCl₃ 和O₂（H⁺），若仍能觀察到B中溶液仍變?yōu)樗{(lán)色，則證明原氣體中確實存在Cl₂，使用飽和NaCl溶液，可以讓FeCl₃ 溶解，并且除去O₂ 影響過程中提供酸性的HCl氣體，從而排除兩個其他影響因素，
故答案為：飽和NaCl溶液；
②方案2：若B中觀察到淺橙紅色，為溴水的顏色，則證明有物質(zhì)能夠?qū)�Br^-氧化成Br₂，鐵離子不能氧化溴離子，若未檢查到Fe²⁺，則證明是Cl₂氧化的Br^-，而不是Fe³⁺．另外，因為還原劑用的不是I^-，可不用考慮O₂（H⁺）的影響問題，
故答案為：排除Fe³⁺將Br^-氧化成Br₂ 的可能性；
（5）二氧化錳與FeCl₃•6H₂O 反應(yīng)生成Fe₂O₃、MnCl₂、Cl₂及水，反應(yīng)方程式為：3MnO₂+4FeCl₃•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+3MnCl₂+3Cl₂↑+24H₂O，
故答案為：3MnO₂+4FeCl₃•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+3MnCl₂+3Cl₂↑+24H₂O．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)性質(zhì)探究實驗，側(cè)重對原理分析、陌生方程式的書寫等考查，是對學(xué)生綜合能力的考查，熟練掌握元素化合物性質(zhì)，題目難度中等．