Question

高錳酸鉀是一種典型的強氧化劑，無論在實驗室還是在化工生產(chǎn)中都有重要的應(yīng)用．
I．如圖是實驗室制備氯氣并進行一系列相關(guān)實驗的裝置（夾持設(shè)備已略）．
（1）制備氯氣選用的藥品為：高錳酸鉀和濃鹽酸，相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：

 

．
（2）裝置B是安全瓶，監(jiān)測實驗進行時C中可能發(fā)生堵塞，請寫出發(fā)生堵塞時B中的現(xiàn)象

 

．
（3）裝置C的實驗?zāi)康氖球炞C氯氣是否具有漂白性，為此C中I、II、III依次放入

 

．（選a或b或c）

	a	b	c
I	干燥的有色布條	濕潤的有色布條	濕潤的有色布條
II	堿石灰	濃硫酸	無水氯化鈣
III	濕潤的有色布條	干燥的有色布條	干燥的有色布條

（4）設(shè)計裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性．當(dāng)向D中緩緩?fù)ㄈ胱懔柯葰鈺r，可以看到無色溶液逐漸變?yōu)榧t棕色，說明氯的非金屬性大于溴．打開活塞，將裝置D中少量溶液加入裝置E中，振蕩．觀察到的現(xiàn)象是

 

．該現(xiàn)象不能說明溴的非金屬性強于碘，原因是

 

．
II．硫酸鈉-過氧化氫加合物（xNa₂SO₄?yH₂O₂?zH₂O）的組成可通過下列實驗測定：
①準(zhǔn)確稱取1.7700g樣品，配制成100ml溶液A．
②準(zhǔn)確量取25.00ml溶液A，加入鹽酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，過濾、洗滌、干燥至恒重，得到白色固體0.5825g．
③準(zhǔn)確量取25.00ml溶液A，加入適量稀硫酸酸化后，用0.02000mol?L^-1KMnO₄溶液滴定至終點，消耗KMnO₄溶液25.00ml．H₂O₂與KMnO₄反應(yīng)的離子方程式如下：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑
（1）上述滴定不加稀硫酸酸化，MnO₄^-被還原成MnO₂，其離子方程式為：

 

．
（2）通過計算確定樣品的化學(xué)式：

 

．

Answer 1

考點：氯氣的實驗室制法,探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,氯、溴、碘的性質(zhì)實驗

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題,實驗設(shè)計題

分析：I．（1）高錳酸鉀和濃鹽酸在常溫下反應(yīng)生成氯氣、氯化鉀、氯化錳和水；
（2）依據(jù)C發(fā)生堵塞時，B中壓強增大，分析解答；
（3）驗證氯氣是否具有漂白性，要驗證干燥氯氣無漂白性，濕潤的有色布條中，氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸具有漂白性；
（4）打開活塞，將裝置D中少量溶液加入裝置E中，生成的溴單質(zhì)和碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)溶解于苯中，振蕩分層，苯層在上層；氯氣和溴的氧化性均強于碘，D中過量的過量的Cl₂也可將I^-氧化為I₂；
II．（1）不加稀硫酸酸化，MnO₄^-被還原為MnO₂，雙氧水被氧化生成氧氣，根據(jù)電荷守恒可知有氫氧根離子生成，再根據(jù)原子守恒判斷是否有水生成，配平書寫；
（2）硫酸鈉與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇，依據(jù)硫原子個數(shù)守恒，由硫酸鋇的質(zhì)量計算硫酸鈉的質(zhì)量，求出硫酸鈉的物質(zhì)的量；
依據(jù)氧化還原反應(yīng)滴定原理2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑求出雙氧水的物質(zhì)的量；
根據(jù)質(zhì)量守恒，用總質(zhì)量減去硫酸鈉和雙氧水的質(zhì)量，求出水的質(zhì)量，進而求出水的物質(zhì)的量，依據(jù)n（Na₂SO₄）：n（H₂O₂）：n（H₂O）=x：y：z計算想x、y、z的值，寫出化學(xué)式．

解答： 解：I．（1）高錳酸鉀和濃鹽酸在常溫下反應(yīng)制取氯氣的化學(xué)方程式為：2KMnO₄+16HCl（濃）=2MnCl₂ +5Cl₂↑+2KCl+8H₂O；
故答案為：2KMnO₄+16HCl（濃）=2MnCl₂ +5Cl₂↑+2KCl+8H₂O；
（2）裝置B是安全瓶，監(jiān)測實驗進行時C中是否發(fā)生堵塞，發(fā)生堵塞時B中的壓強增大，錐形瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升；
故答案為：錐形瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升；
（3）裝置C的實驗?zāi)康氖球炞C氯氣是否具有漂白性，驗證氯氣是否具有漂白性，要驗證干燥氯氣無漂白性，濕潤的有色布條中，氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸具有漂白性，選項中abc的Ⅱ中都是干燥劑，再通入濕潤的有色布條不能驗證氯氣的漂白性，所以C中I、II、III依次放入濕潤的有色布條、無水氯化鈣、干燥的有色布條，所以選c，
故答案為：c；
（4）氯氣與D中的溴化鈉反應(yīng)生成溴單質(zhì)，打開活塞，將裝置D中少量溶液加入裝置E中，生成的溴單質(zhì)和碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)溶解于苯中顯紫紅色，振蕩分層，苯層在上層，該現(xiàn)象不能說明溴的非金屬性強于碘，氯氣和溴的氧化性均強于碘，D中過量的過量的Cl₂也可將I^-氧化為I₂；
故答案為：E中溶液分為兩層，上層（苯層）為紫紅色；過量的Cl₂也可將I^-氧化為I₂；
II．（1）不加稀硫酸酸化，MnO₄^-被還原為MnO₂，化合價由+7價將為+4價，得到3個電子，雙氧水中兩個-1價的氧均被氧化到氧氣中的0價的氧，共失去2個電子，依據(jù)氧化劑得到的電子總數(shù)等于還原劑失去的電子總數(shù)，MnO₄^-的系數(shù)為2，則MnO₂的系數(shù)為2，H₂O₂的系數(shù)為3，則O₂系數(shù)為3，根據(jù)電荷守恒可知有OH^-生成，其系數(shù)為2，由原子守恒可知，有水生成，其系數(shù)為2，反應(yīng)離子方程式為：2MnO₄^-+3H₂O₂=2MnO₂↓+3O₂↑+2OH^-+2H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+3H₂O₂=2MnO₂↓+3O₂↑+2OH^-+2H₂O；
（2）依據(jù)原子硫原子個數(shù)守恒：
Na₂SO_4^～BaSO₄
  1     1                 
所以n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=

0.5825g

233g/mol

=2.50×10^-3mol，
依據(jù)反應(yīng)2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑
         2              5
0.02000mol?L^-1×0.025L   n（H₂O₂）
n（H₂O₂）=

5

2

×0.02000mol?L^-1×0.025L/=1.25×10^-3mol，
m（H₂O₂）=34g?mol^-1×1.25×10^-3mol=0.0425g，
依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：n（H₂O）=（1.7700g×

25ml

100ml

-0.355g-0.0425g）÷18g?mol^-1=2.50×10^-3mol，
所以：n（Na₂SO₄）：n（H₂O₂）：n（H₂O）=x：y：z=2：1：2；
硫酸鈉-過氧化氫加合物的化學(xué)式為2Na₂SO₄?H₂O₂?2H₂O
答：硫酸鈉-過氧化氫加合物的化學(xué)式為2Na₂SO₄?H₂O₂?2H₂O．

點評：本題為綜合題，考查了氯氣的制備和性質(zhì)的檢驗，氧化還原反應(yīng)滴定，離子方程式書寫及相關(guān)計算，難度中等，易錯點為氧化還原方程式的配平，解題時注意得氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒、原子個數(shù)守恒等規(guī)律的應(yīng)用．