Question

【題目】某學習小組通過下列裝置探究MnO2與FeCl36H2O能否反應產生Cl2。

資料：FeCl3是一種共價化合物，熔點306℃，沸點315℃。

ⅰ.實驗操作和現象：

操作	現象
點燃酒精燈，加熱	i.A中部分固體溶解，上方出現白霧 ii.稍后，產生黃色氣體，管壁附著黃色液滴 iii.B中溶液變藍

ⅱ.分析現象的成因：

（1）現象i中的白霧是______，用化學方程式和必要的文字說明白霧的形成原因是______。

（2）分析現象ii，該小組探究黃色氣體的成分，實驗如下：

a.直接加熱FeCl3·6H2O，產生白霧和黃色氣體。

b.將現象ii和a中的黃色氣體通入KSCN溶液，溶液均變紅。通過該實驗說明現象ii中黃色氣體含有______。

（3）除了氯氣可使B中溶液變藍外，該小組還提出其他兩種可能的原因：

可能原因①：實驗b檢出的氣體使之變藍；

反應的離子方程式是______。

可能原因②：______；

反應的離子方程式是______。

（4）為進一步確認黃色氣體中是否含有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中溶液變為藍色
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C中盛放的試劑是______，從化學平衡原理的角度加以解釋______。

②方案2中檢驗Fe2+的最佳試劑是______，若存在Fe2+，則現象是______。

③綜合方案1、2的現象，說明方案2中選擇NaBr溶液的依據是______。

（5）將A中產物分離得到Fe2O3和MnCl2，A中產生Cl2的化學方程式是______。

Answer 1

【答案】鹽酸小液滴（或鹽酸酸霧） FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl加熱時，水解反應產生HCl，HCl揮發出來遇水蒸氣形成白霧 FeCl3 2Fe3++2I-=I2+2Fe2+ 在酸性條件下，裝置中的空氣使之變藍 4H++4I-+O2=I2+2H2O 飽和食鹽水 Cl2+HOHCl+HClO，飽和食鹽水可以吸收HCl和FeCl3且c(Cl-)較大，抑制上述反應 K3[Fe(CN)6]（或鐵氰化鉀） 藍色沉淀 氧化性強弱順序Cl2>Br2>Fe3+ 2FeCl3·6H2O+MnO2Fe2O3+MnCl2+Cl2↑+2HCl↑+11H2O

【解析】

（1）FeCl3·6H2O 受熱失去結晶水FeCl3·6H2OFeCl3+6H2O，同時水解FeCl3+3H2OFe（OH）3+3HCl，生成HCl氣體，HCl和H2O結合形成鹽酸小液滴，而形成白霧；

故答案為：HCl小液滴；FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl加熱時，水解反應產生HCl，HCl揮發出來遇水蒸氣形成白霧；

（2）FeCl3溶液中滴入KSCN溶液，發生絡合反應，Fe3＋+3SCN－=Fe（SCN）3，生成血紅色的硫氰化鐵，用KSCN 溶液檢驗現象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）除了氯氣可使B中溶液變藍外，該小組還提出其他兩種可能的原因：可能原因①：實驗b檢出的氣體使之變藍；碘離子具有還原性，氯化鐵具有強氧化性，兩者反應，碘離子被氧化為碘單質，反應的離子方程式是2Fe3++2I-=I2+2Fe2+。

可能原因②：在酸性條件下，裝置中的空氣使之變藍；氧氣將碘離子氧化成碘單質，反應的離子方程式是4H++4I-+O2=I2+2H2O。

故答案為：2Fe3++2I-=I2+2Fe2+；在酸性條件下，裝置中的空氣使之變藍；4H++4I-+O2=I2+2H2O；

（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中溶液仍變為藍色，則證明原氣體中確實存在Cl2，在A、B間增加盛有飽和食鹽水的洗氣瓶C，從化學平衡原理的角度加以解釋：Cl2+HOHCl+HClO，飽和食鹽水可以吸收HCl和FeCl3且c(Cl-)較大，抑制上述反應。

故答案為：飽和食鹽水；Cl2+HOHCl+HClO，飽和食鹽水可以吸收HCl和FeCl3且c(Cl-)較大，抑制上述反應；

②方案2若B中觀察到淺橙紅色，為溴水的顏色，則證明有物質能夠將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，即排除Fe3＋將Br－氧化成Br2 的可能性；

方案2中檢驗Fe2+的最佳試劑是K3[Fe(CN)6]（或鐵氰化鉀）若存在Fe2+，則現象是藍色沉淀。

故答案為：K3[Fe(CN)6]（或鐵氰化鉀）；藍色沉淀；

③綜合方案1、2的現象，Br－可以被Cl2氧化成Br2，但不會被Fe3＋氧化為Br2，方案2中選擇NaBr溶液的依據是氧化性強弱順序Cl2>Br2>Fe3+。

故答案為：氧化性強弱順序Cl2>Br2>Fe3+；

（5）將A中產物分離得到Fe2O3和MnCl2，A中MnO2將氯離子氧化產生Cl2的化學方程式是2FeCl3·6H2O+MnO2Fe2O3+MnCl2+Cl2↑+2HCl↑+11H2O。

故答案為：2FeCl3·6H2O+MnO2Fe2O3+MnCl2+Cl2↑+2HCl↑+11H2O。