Question

【題目】鹵素單質(zhì)在堿性溶液中容易發(fā)生歧化反應(yīng)，歧化的產(chǎn)物依反應(yīng)溫度的不同而不同。

下圖為制取氯氣、氯酸鉀、次氯酸鈉和檢驗(yàn)氯氣性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn)裝置：

裝置中盛裝的藥品如下：①多用滴管中裝有5mL濃鹽酸；②微型支管試管中裝有1.5gKMnO4；③微型支管試管中裝有2~3mL濃硫酸；④U形反應(yīng)管中裝有30%KOH溶液；⑤U形反應(yīng)管中裝有2mol/LNaOH溶液；⑥、⑦雙U形反應(yīng)管中分別裝有0.1mol/LKI-淀粉溶液和KBr溶液；⑧尾氣出口用浸有0.5mol/LNa2S2O3溶液的棉花輕輕覆蓋住

（1）整套裝置氣密性檢查的方法_________________________。

（2）為了使裝置④、⑤中的反應(yīng)順利完成，應(yīng)該控制的反應(yīng)條件分別為________________________________。

（3）裝置⑥、⑦中能夠觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分別是____________________。

（4）如果把裝置⑥、⑦中的試劑互換位置，還能否證明氧化性：Cl2>I2，______（填“能”或“不能”），理由是：______________。

（5）已知氯酸鉀和氯化鉀的溶解度曲線如下圖所示，反應(yīng)結(jié)束后，從裝置④中提取氯酸鉀晶體的實(shí)驗(yàn)操作是_____________。

（6）尾氣處理時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________。

（7）選擇微型實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)有___________________（至少寫兩點(diǎn)）。

Answer 1

【答案】 連接好實(shí)驗(yàn)裝置，由⑧導(dǎo)管向⑦裝置中加水，若能形成一段穩(wěn)定的水柱，則裝置的氣密性良好（其他合理答案也可得分） 裝置④放入348K(或75℃)熱水浴中；裝置⑤放入冰水浴中 裝置⑥中溶液變藍(lán)；裝置⑦中溶液變成橙色 能 若互換裝置⑥、⑦中的試劑，Cl2與KBr反應(yīng)生成Br2，揮發(fā)出來(lái)與KI反應(yīng)，也可以證明Cl2的氧化性強(qiáng)于I2 冷卻結(jié)晶、過濾 S2O32- + 4Cl2 + 5H2O = 2SO42- + 8Cl- + 10H+ 簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)裝置、節(jié)約成本；試劑用量少、能源消耗少；節(jié)省空間，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間；減少污染等

【解析】試題分析：本題考查Cl2的實(shí)驗(yàn)室制備，Cl2的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，KClO3、NaClO的制備。

（1）整套裝置氣密性的檢查用液差法，方法是：連接好實(shí)驗(yàn)裝置，由⑧導(dǎo)管向⑦裝置中加水，若能形成一段穩(wěn)定的水柱，則裝置的氣密性良好。

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，裝置④中盛放30%KOH溶液，裝置④中發(fā)生的反應(yīng)為3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O，裝置④用于制備KClO3；裝置⑤中盛放2mol/LNaOH溶液，裝置⑤中發(fā)生的反應(yīng)為Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，裝置⑤用于制備NaClO；根據(jù)題給信息，使裝置④中反應(yīng)順利完成，裝置④放入348K熱水浴中；使裝置⑤中反應(yīng)順利完成，裝置⑤放入冰水浴中。

（3）裝置⑥中盛放KI-淀粉溶液，通入Cl2發(fā)生反應(yīng)：Cl2+2KI=2KCl+I2，I2遇淀粉呈藍(lán)色，裝置⑥的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：溶液變藍(lán)。裝置⑦中盛放KBr溶液，通入Cl2發(fā)生反應(yīng)：Cl2+2KBr=2KCl+Br2，裝置⑦的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：溶液變成橙色。

（4）如果把裝置⑥、⑦中的試劑互換位置，裝置⑥中盛放KBr溶液，裝置⑥中發(fā)生反應(yīng)：Cl2+2KBr=2KCl+Br2，由此得出氧化性：Cl2Br2；裝置⑦中盛放KI-淀粉溶液，無(wú)論Cl2還是裝置⑥中揮發(fā)出來(lái)的Br2（g）都能與KI反應(yīng)生成I2，能說明Cl2或Br2（g）的氧化性強(qiáng)于I2，結(jié)合裝置⑥中結(jié)論也能證明Cl2的氧化性強(qiáng)于I2；裝置⑥、⑦中試劑互換位置，仍能證明氧化性：Cl2I2。

（5）根據(jù)溶解度曲線，KClO3的溶解度隨溫度升高明顯增大，KCl在低溫時(shí)溶解度大于KClO3，高溫時(shí)溶解度小于KClO3，從裝置④中提取KClO3晶體的實(shí)驗(yàn)操作：將溶液冷卻結(jié)晶、過濾，洗滌，干燥。

（6）尾氣用0.5mol/LNa2S2O3溶液吸收，Cl2將S2O32-氧化成SO42-，Cl2被還原成Cl-，反應(yīng)寫成Cl2+S2O32-→SO42-+Cl-，根據(jù)得失電子守恒配平，4Cl2+S2O32-→2SO42-+8Cl-，根據(jù)原子守恒和電荷守恒，尾氣吸收時(shí)的離子方程式為4Cl2+S2O32-+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+。

（7）選擇微型實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)有：簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)裝置、節(jié)約成本；試劑用量少、能源消耗少；節(jié)省空間，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間；減少污染等。