Question

某化学小组对卤素及其化合物的制备和性质进行如下探究实验，根据实验回答问题。

I.探究氯化亚铁与氧气反应的产物

已知氯化亚铁的熔点为674℃，沸点为1023℃；三氯化铁在100℃左右时升华，极易水解。在500℃条件下氯化亚铁与氧气可能发生下列反应：12FeCl₂+3O₂2Fe₂O₃+8FeCl₃，4FeCl₂+3O₂2Fe₂O₃+4Cl₂。该化学小组选用如图部分装置(装置可以重复选用)进行氯化亚铁与氧气反应产物的探究。

(1)实验装置的合理连接顺序为：A→__________→D，装置E的作用是___________。

(2)D中发生反应的离子方程式_______。

(3)某化学兴趣小组在控制在500℃下发生反应，一段时间后的产物进行了如下实验探究：

①对B中反应剩余固体的成分开展实验探究，并作出以下两种假设：

假设一：产物为Fe₂O₃；

假设二：产物为________(填化学式)。

以下针对上述假设一，展开实验研究，请完善下面表格：

实验操作	预期现象与结论
取少量固体样品于一支洁净的试管中，加入足量的蒸馏水。	______，则假设一成立，否则，假设一不成立。

②对固体产物(标准状况下)成分含量进行了如下实验探究：B中反应剩余固体的质量经测定为m₁g ，E中生成物的质量经测定为m₂g。B中反应剩余固体按探究①的实验步骤进行操作，并最终得到干燥纯净的固体质量为m₃g。则固体产物中Fe₂O₃所占的质量分数为______。

Ⅱ.卤素化合物之间反应实验条件控制探究

(4)室温下，KClO₃可将KI氧化为I₂或KIO₃。下面是该小组设计的一组实验数据记录表：

试管编号	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
蒸馏水/mL	9.0	6.0	3.0	0
反应完全后，滴加2滴淀粉溶液	无色	蓝色	蓝色较2浅	无色

①根据实验数据，结合所学化学知识，下列说法正确的是______

A.该实验目的是探究其它条件相同时，酸的浓度对反应产物的影响

B.实验1和实验4说明硫酸浓度太低或太浓，KClO₃与KI均不反应

C.实验2的现象说明在该硫酸浓度下KClO₃将KI氧化为I₂

D.实验3蓝色较2浅的原因是在该硫酸浓度下淀粉部分水解

②2号试管反应完全后，假设还原产物只有KC1，写出反应的离子方程式___________。

Answer

C→B→E→C 收集生成的FeCl3 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O FeCl2、Fe2O3 有不溶性固体，液体为无色 AC ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O

【解析】

I.A中Na2O2和水反应生成O2，由于产物FeCl3极易水解，O2需要干燥，干燥后的O2在B中发生反应，产物中有氯气，需要进行尾气吸收，而且FeCl3易升华，因此用E进行冷凝收集FeCl3，为了防止D中的水蒸气进入E中，E和D之间还需要加入一个干燥管。

Ⅱ.从表格数据来看，只有硫酸的浓度不同的，因此探究的硫酸的浓度对反应的影响。

(1) A中Na2O2和水反应生成O2，由于产物FeCl3极易水解，O2需要干燥，干燥后的O2在B中发生反应，产物中有氯气，需要进行尾气吸收，而且FeCl3易升华，因此用E进行冷凝收集FeCl3，为了防止D中的水蒸气进入E中，E和D之间还需要加入一个干燥管。因此合理的顺序为A→C→B→E→C→D；E的作用是收集生成的FeCl3；

(2)产物中有Cl2，是有毒气体，用NaOH进行尾气吸收，离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；

(3) ①一段时间后，由于FeCl3易升华，在E中被收集到，因此B中剩余的固体是铁的氧化物，除了Fe2O3，还可能有剩余的反应物FeCl2；产物为FeCl2、Fe2O3；

取少量固体溶于水中， Fe2O3不溶于水，FeCl2溶于水，溶液呈浅绿色，现结论是假设一成立，说明没有FeCl2，只有Fe2O3，则说明有不溶性固体，且溶液为无色；

②经过探究①知道，固体只有Fe2O3，根据反应方程式，固体产物只有FeCl3和Fe2O3，则固体产物中Fe2O3的质量分数为；

Ⅱ.①从表格数据来看，只有硫酸的浓度不同的，因此探究的硫酸的浓度对反应的影响。

试管1中，加入淀粉无色，说明没有反应；试管2和3中都有变色，说明有I2生成，试管4中无色，但是结合试管2和3，浓度变大了，但是颜色变浅，说明发生了反应，但是产物不是I2。

A、表格数据中，只有硫酸的浓度不同，因此该实验酸的浓度对反应产物的影响，A正确；

B、试管4中无色，但是结合试管2和3，说明发生了反应，但是产物不是I2，B错误；

C、试管2中，反应后加入淀粉，溶液变蓝色，说明有碘单质生成，说明KClO3将KI氧化为I2，C正确；

D、如果变浅的原因是淀粉部分水解，那么试管4中也会有碘单质生成，现象也为蓝色，但是试管4中为无色，说明并不是淀粉水解，D错误；

答案选AC；

②取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色说明有碘单质生成，假设氧化产物唯一，还原产物为氯化钾，Cl（+5→-1）I（-1→0），根据氧化还原反应中电子守恒和原子守恒，该反应的离子方程式为：ClO3－+6I－+6H＋=Cl－+3I2+3H2O。