Question

10．某小組欲探究Cl₂的化學(xué)性質(zhì)，設(shè)計以下反應(yīng)實驗Cl₂+KOH+KI→KIO_X+KCl+H₂O（未配平）．
Ⅰ[實驗方案]實驗裝置如圖

各裝置中所使用的試劑如下所示：
A、MnO₂   B、飽和食鹽水  C、KI、KOH混合溶液  D、AgNO₃溶液   E、NaOH溶液   F、濃鹽酸
（1）儀器A的名稱蒸餾燒瓶，E裝置的作用是吸收多余氯氣，防止污染空氣．
（2）當(dāng)D裝置中出現(xiàn)渾濁（或有白色沉淀） 時，停止加熱．
（3）應(yīng)用平衡原理解釋B裝置的作用氯氣在水中的溶解平衡為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，飽和食鹽水中C（CI^-）很大，可以抑制氯氣的溶解，而氯化氫又極易溶于水，因此采用飽和食鹽水既能除去HCI又能避免因溶解而造成CI₂的損失．
Ⅱ[檢驗產(chǎn)物]
①精確取C中液體20.00mL（均勻）于錐形瓶中，加入KI（過量）和足量稀硫酸
②向上述錐形瓶中滴加淀粉指示劑，溶液變藍，用0.5000mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定至藍色剛好褪去，耗Na₂S₂O₃溶液25.20mL．
已知：原C中KI的濃度為0.1000mol/L；I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-
（1）寫出①的離子反應(yīng)方程式（2x-1）I^-+IO_X^-+2xH⁺=xI₂+xH₂O；
（2）經(jīng)過計算x=3.15．若與理論值相比偏高，你認為可能的原因是C中有殘余氯氣，會氧化KI生成I₂．若想修正此誤差，可采取的方法是加熱煮沸所取的20.00mL液體，趕走溶在其中的氯氣．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據(jù)氧氣A的構(gòu)造可知其名稱為蒸餾燒瓶；裝置中有殘留氯氣，E是吸收過量的氣體防止污染環(huán)境；
（2）D裝置盛放的是硝酸銀溶液，用于判斷氯氣是否過量，當(dāng)D中有白色沉淀生成時，則氯氣已經(jīng)過量，應(yīng)該停止加熱；
（3）氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，是化學(xué)平衡，飽和氯化鈉溶液中氯離子濃度大，化學(xué)平衡逆向進行，氯化氫極易溶于水；
Ⅱ．（1）I^-和IO_X^-在酸性條件下反應(yīng)生成碘單質(zhì)，根據(jù)化合價變化配平該反應(yīng)的離子方程式；
（2）根據(jù)消耗的硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量及反應(yīng)方程式計算出生成碘單質(zhì)的物質(zhì)的量，結(jié)合方程式計算出消耗碘酸根離子的物質(zhì)的量；根據(jù)原C溶液中碘化鉀的濃度可知生成碘酸根離子濃度，從而得出x；理論上x應(yīng)該為3，根據(jù)計算結(jié)果判斷偏高還是偏低，并分析造成該結(jié)果的原因；通過加熱的方法可以剛走裝置中氯氣．

解答 解：Ⅰ．（1）根據(jù)圖示可知，A的名稱為蒸餾燒瓶，裝置中有殘留氯氣有毒，E中溶液是吸收過量的氯氣，防止污染環(huán)境，
故答案為：蒸餾燒瓶； 吸收多余氯氣，防止污染空氣；
（2）當(dāng)氯氣過量時，裝置D中硝酸銀溶液會變渾濁，所以當(dāng)D中出現(xiàn)渾濁（或有白色沉淀）時，停止加熱，
故答案為：渾濁（或有白色沉淀）；
（3）氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，是化學(xué)平衡，飽和氯化鈉溶液中氯離子濃度大，化學(xué)平衡逆向進行，氯化氫極易溶于水，平衡原理解釋B裝置的作用是，氯氣在水中的溶解平衡為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，飽和食鹽水中C（CI^-）很大，可以抑制氯氣的溶解，而氯化氫又極易溶于水，因此采用飽和食鹽水既能除去HCI又能避免因溶解而造成CI₂的損失，
故答案為：氯氣在水中的溶解平衡為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，飽和食鹽水中C（CI^-）很大，可以抑制氯氣的溶解，而氯化氫又極易溶于水，因此采用飽和食鹽水既能除去HCI又能避免因溶解而造成CI₂的損失；
Ⅱ．（1）I^-和IO_X^-在酸性條件下反應(yīng)生成碘單質(zhì)，IO_X^-中碘元素的化合價為（2x-1）價，反應(yīng)后變?yōu)?價，化合價變化為（2x-1），碘離子的化合價為-1，反應(yīng)后變?yōu)?價，化合價變化為1，則碘離子的系數(shù)為（2x-1），IO_X^-的系數(shù)為1，然后根據(jù)質(zhì)量守恒配平可得：（2x-1）I^-+IO_X^-+2xH⁺=xI₂+xH₂O，
故答案為：（2x-1）I^-+IO_X^-+2xH⁺=xI₂+xH₂O；
（2）0.5000mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定至藍色剛好褪去，耗Na₂S₂O₃溶液25.20mL，消耗硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量為：0.5000mol/L×0.0252L=0.0126mol，根據(jù)反應(yīng)I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-可知，消耗碘單質(zhì)的物質(zhì)的量為：0.0126mol×$\frac{1}{2}$=0.0063mol，
原C中KI的濃度為0.1000mol/L，根據(jù)質(zhì)量守恒，反應(yīng)后生成IO_X^-的濃度也是0.1000mol/L，則20mL該溶液中含有IO_X^-的物質(zhì)的量為：0.1000mol/L×0.02L=0.002mol，根據(jù)反應(yīng)：（2x-1）I^-+IO_X^-+2xH⁺=xI₂+xH₂O可知0.002molIO_X^-完全反應(yīng)生成碘單質(zhì)的物質(zhì)的量為：0.002mol×x=0.0063mol，解得：x=3.15；理論上x應(yīng)該為3，所以比理論值偏高；可能是裝置C中有殘余氯氣，會氧化KI生成I₂，導(dǎo)致x偏高，裝置C反應(yīng)后的溶液中含有氯氣會影響測定結(jié)果，可加熱煮沸所取的20.00mL液體，趕走溶在其中的氯氣，
故答案為：3.15； C中有殘余氯氣，會氧化KI生成I₂；加熱煮沸所取的20.00mL液體，趕走溶在其中的氯氣．

點評 本題考查了性質(zhì)實驗方案的設(shè)計與評價，題目難度中等，明確實驗?zāi)康募皩嶒炘�理為解答關(guān)鍵，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及邏輯推理能力，注意掌握物質(zhì)性質(zhì)實驗方案設(shè)計與評價原則．