18.某興趣小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)來(lái)制取氯水,并利新制用氯水完成實(shí)驗(yàn).
(1)實(shí)驗(yàn)室擬用下列裝置制備氯水,請(qǐng)按照氣體從左向右流動(dòng)的方向?qū)x器進(jìn)行連接:
H→H→B、A→C、D→E(填接口處的符號(hào));廣口瓶Ⅱ中的試劑為飽和食鹽水.

(2)寫出該實(shí)驗(yàn)中制取Cl2的化學(xué)方程式為:2NaCl+MnO2+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnSO4+Na2SO4+2H2O+Cl2
(3)某興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)除去氯化鉀中含有Fe3+、SO42-、Br-等雜質(zhì)離子,步驟如下:
A.溶解,在所得溶液中加入試劑至Fe3+、SO42-沉淀完全,煮沸;
B.過濾,在濾液中加入鹽酸調(diào)節(jié)pH;
C.加入足量的新制氯水(除Br-);蒸干灼燒.請(qǐng)回答問題:
(3)①步驟a中,依次加入的試劑是NH3.H2O、BaCl2、KOH.
②步驟c中加入的試劑是足量的新制氯水.
(4)某研究性學(xué)習(xí)小組用KSCN檢驗(yàn)FeSO4溶液中的Fe2+時(shí),加入過量濃HNO3,溶液的顏色變紅.但是將紅色溶液放置一會(huì)則發(fā)現(xiàn)溶液由紅色突然變?yōu)樗{(lán)色,并產(chǎn)生紅棕色氣體.對(duì)這一奇特現(xiàn)象同學(xué)們進(jìn)行了以下探究.
[查閱資料]:
(SCN)2稱為擬鹵素,性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似,(SCN)2、Cl2、Br2、I2四種物質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱為:Cl2>Br2>(SCN)2>I2
[提出假設(shè)]:
①甲同學(xué)假設(shè)是FeSO4與HNO3作用;乙同學(xué)假設(shè)是SCN-與HNO3作用.
[實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證]:
②大家經(jīng)過理性分析,認(rèn)為甲同學(xué)的假設(shè)不成立.理由是HNO3過量,沒有Fe2+剩余.
③根據(jù)乙同學(xué)的假設(shè),設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證:向濃HNO3中逐滴加入KSCN溶液,實(shí)驗(yàn)開始時(shí)無(wú)明顯現(xiàn)象,一段時(shí)間后溶液慢慢變紅色至深色,突然劇烈反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡,放出紅棕色氣體.將產(chǎn)生的氣體通入過量的Ba(OH)2溶液,產(chǎn)生渾濁,并剩余一種氣體(是空氣中的主要成分之一);向反應(yīng)后的溶液中加入BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀.
則反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體是:NO2、CO2、N2
[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]:乙同學(xué)假設(shè)正確.
[實(shí)驗(yàn)反思]:
④由實(shí)驗(yàn)可知:用SCN-間接檢驗(yàn)Fe2+時(shí),加入的氧化劑除用HNO3外還可以選擇氯水等,通過該實(shí)驗(yàn)探究可知加入氧化劑的量必須要少量(填“少量”、“過量”).

分析 (1)制備氣體的儀器連接遵從發(fā)生裝置→除雜裝置→干燥裝置→收集→尾氣吸收的順序,考慮制備氯氣中含有HCl和水蒸氣等雜質(zhì)氣體,所以先用排飽和食鹽水法除去HCl,再用濃硫酸吸收水蒸氣,再用向上排空氣法收集,用堿吸收尾氣,據(jù)此進(jìn)行解答;
(2)根據(jù)圖中的發(fā)生裝置可知,該實(shí)驗(yàn)中采用了難揮發(fā)的硫酸制備揮發(fā)性的鹽酸,再與二氧化錳制備氯氣的方法;
(3)①加入的試劑是NH3•H2O可以使Fe3+沉淀除去,除去SO42-需要加入Ba2+試劑,使之轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀除去,結(jié)合不引入過多雜質(zhì)判斷選用試劑;為了把NH4+除去,可以加入強(qiáng)堿KOH;
②步驟c中除去的是雜質(zhì)Br-,所以加入新制氯水;
(4)①甲同學(xué)已經(jīng)假設(shè)是FeSO4與HNO3作用,所以根據(jù)提供的資料可以猜測(cè)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可能是SCN-和硝酸作用的結(jié)果;
②如果按照甲同學(xué)的假設(shè)分析,F(xiàn)eSO4與HNO3作用只會(huì)導(dǎo)致Fe2+被氧化為Fe3+最終和KSCN作用使溶液變紅,且加入的濃HNO3過量,不會(huì)出現(xiàn)溶液顯紅色后又變成藍(lán)色;
③根據(jù)乙同學(xué)的假設(shè),造成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是濃HNO3和KSCN溶液作用的結(jié)果.根據(jù)物質(zhì)中的元素組成分析,濃硝酸生成紅棕色氣體NO2,SCN-中產(chǎn)生的能使Ba(OH)2溶液產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象的氣體不可能是SO2,因?yàn)镾O2容易被強(qiáng)氧化劑氧化,所以只可能是CO2,而S被氧化為SOSO42-在反應(yīng)后的溶液中,所以加入BaCl2溶液能產(chǎn)生白色沉淀;剩余的空氣主要成分的氣體是N2;
④用SCN-間接檢驗(yàn)Fe2+時(shí),需要加入強(qiáng)氧化劑把Fe2+氧化才會(huì)出現(xiàn)無(wú)色變紅色現(xiàn)象,但是根據(jù)上述中的實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷,如果強(qiáng)氧化劑過量容易把用SCN-氧化,使溶液紅色消失變成藍(lán)色;根據(jù)資料提供顯示氧化性Cl2>(SCN)2,所以氯氣過量同樣能氧化SCN-,造成紅色消失變成藍(lán)色的現(xiàn)象,則加入氧化劑的量必須要少量.

解答 解:(1)制備氣體的儀器連接遵從發(fā)生裝置→除雜裝置→干燥裝置→收集→尾氣吸收的順序,考慮制備氯氣中含有HCl和水蒸氣等雜質(zhì)氣體,所以先用排飽和食鹽水法除去HCl,再用濃硫酸吸收水蒸氣,再用向上排空氣法收集,用堿吸收尾氣,滿足該順序,連接應(yīng)為H→B、A→C、D→E,所以根據(jù)順序可以得知廣口瓶Ⅱ中的試劑為飽和食鹽水,
故答案為:H→B、A→C、D→E;飽和食鹽水;
(2)根據(jù)圖中的發(fā)生裝置可知,該實(shí)驗(yàn)中采用了難揮發(fā)的硫酸制備揮發(fā)性的鹽酸,再與二氧化錳制備氯氣的方法,所以方程式為:2NaCl+MnO2+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnSO4+Na2SO4+2H2O+Cl2↑,
故答案為:2NaCl+MnO2+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnSO4+Na2SO4+2H2O+Cl2↑;
(3)①氯化鉀中含有Fe3+、SO42-、Br-等雜質(zhì)離子,其中加入的試劑是NH3•H2O可以使Fe3+沉淀除去,除去SO42-需要加入Ba2+試劑,使之轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀除去,為了不引入過多雜質(zhì),應(yīng)選用陰離子相同的BaCl2;為了把NH4+除去,可以加入強(qiáng)堿KOH,所以步驟a中依次加入的試劑是NH3•H2O、BaCl2、KOH,
故答案為:BaCl2、KOH;
②步驟c中除去的是雜質(zhì)Br-,所以加入新制氯水,把Br-轉(zhuǎn)化為單質(zhì)Br2除去,
故答案為:足量的新制氯水;
(4)①甲同學(xué)已經(jīng)假設(shè)是FeSO4與HNO3作用,所以根據(jù)提供的資料可以猜測(cè)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可能是SCN-和硝酸作用的結(jié)果,所以乙同學(xué)假設(shè)是SCN-與HNO3作用,
故答案為:SCN-;
②如果按照甲同學(xué)的假設(shè)分析,F(xiàn)eSO4與HNO3作用只會(huì)導(dǎo)致Fe2+被氧化為Fe3+最終和KSCN作用使溶液變紅,且加入的濃HNO3過量,不會(huì)出現(xiàn)溶液顯紅色后又變成藍(lán)色,所以甲同學(xué)假設(shè)不成立,
故答案為:HNO3過量,沒有Fe2+剩余;
③根據(jù)乙同學(xué)的假設(shè),造成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是濃HNO3和KSCN溶液作用的結(jié)果.根據(jù)物質(zhì)中的元素組成分析,濃硝酸生成紅棕色氣體NO2,SCN-中產(chǎn)生的能使Ba(OH)2溶液產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象的氣體不可能是SO2,因?yàn)镾O2容易被強(qiáng)氧化劑氧化,所以只可能是CO2,而S被氧化為SOSO42-在反應(yīng)后的溶液中,所以加入BaCl2溶液能產(chǎn)生白色沉淀;剩余的空氣主要成分的氣體是N2,所以產(chǎn)生的氣體依次是NO2、CO2、N2,
故答案為:NO2、CO2、N2;
④用SCN-間接檢驗(yàn)Fe2+時(shí),需要加入強(qiáng)氧化劑把Fe2+氧化才會(huì)出現(xiàn)無(wú)色變紅色現(xiàn)象,但是根據(jù)上述中的實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷,如果強(qiáng)氧化劑過量容易把用SCN-氧化,使溶液紅色消失變成藍(lán)色.根據(jù)資料提供顯示氧化性Cl2>(SCN)2,所以氯氣過量同樣能氧化SCN-,造成紅色消失變成藍(lán)色的現(xiàn)象,所以加入氧化劑的量必須要少量,
故答案為:少量.

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是探究性試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室制備氯氣、離子的除雜和亞鐵離子的檢驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)題,題目濃度較大,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康、?shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵,試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng),充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>

練習(xí)冊(cè)系列答案
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