Question

14．實驗室制取氯氣除了用濃鹽酸和二氧化錳反應外還可利用下列反應：KClO₃+6HCl（濃）═KCl+3Cl₂↑+3H₂O，該反應的優(yōu)點是反應產(chǎn)生氯氣速度快、不需加熱．圖是實驗室利用此反應制備氯氣并進行一系列相關實驗的裝置（夾持設備已略）．

（1）上述反應中KClO₃是氧化劑，HCl是還原劑，若反應中氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多 1mol，則轉移的電子數(shù)目為2.5N_A．
（2）裝置B的作用是除雜和安全瓶，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：錐形瓶中的液面下降，長頸漏斗中的液面上升．
（3）裝置C的實驗目的是驗證氯氣是否具有漂白性，為此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入c（選“a”“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）設計裝置D、E 的目的是為了比較Cl₂、Br₂、I₂的氧化性強弱． 已知Br₂ 的水溶液因濃度不同而呈現(xiàn)橙色或紅棕色，I₂難溶于水而易溶苯，且 I2 的苯溶液為紫紅色．當向D中緩緩通入足量Cl₂時，可以看到無色溶液逐漸變?yōu)榧t棕色，說明 Cl₂的氧化性大于 Br₂，請寫出D中對應的離子方程式并用雙線橋法表示出電子轉移情況：．打開活塞，將 D中的少量溶液加入E中，振蕩E，觀察到E中溶液分為兩層，上層（苯層）為紫紅色．該現(xiàn)象不能（ 填“能”或“不能”）說明Br₂的氧化性大于I₂．
（5）裝置F的作用是除去污染性的物質（Cl₂、Br₂ 等），已知Cl₂與NaOH反應時產(chǎn)物中可能有NaCl、NaClO、NaClO₃，且$\frac{c（C{l}^{-}）}{c（Cl{O}^{-}）}$值與溫度高低有關． 若燒杯中裝有500mL0.2mol/L 的NaOH溶液，則最多可吸收標況下的Cl₂的體積為1.12L（忽略Cl₂溶于水）．

Answer 1

分析 （1）由KClO₃+6HCl=KCl+3Cl₂↑+3H₂O反應可知，KClO₃中Cl元素的化合價由+5價降低為0，HCl中Cl元素的化合價由-1價升高為0，以此來解答；
（2）反應制取的氯氣中含有氯化氫，裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl₂中的HCl；裝置B亦是安全瓶，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；
（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，氯氣和水反應生成次氯酸具有漂白性；
（4）D中氯氣與溴化鈉反應生成氯化鈉和溴單質；打開活塞，將裝置D中少量溶液加入裝置E中，生成的溴單質和碘化鉀反應生成碘單質，碘單質溶解于苯中，振蕩分層，苯層在上層；氯氣具有強氧化性；由于過量的氯氣也能夠氧化碘離子，無法說明溴單質氧化性強于碘單質；
（5）根據(jù)原子守恒分析．

解答 解：（1）因HCl中Cl元素的化合價升高，則HCl為該反應中的還原劑，KClO₃中的Cl的化合價降低被還原，KClO₃是氧化劑，氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物物質的量之比為5：1，若反應中氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多 1mol，則氧化產(chǎn)物為1.25mol，還原產(chǎn)物為0.25mol，所以轉移的電子數(shù)目為2.5N_A，
故答案為：KClO₃；HCl；2.5N_A；
（2）裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl₂中的HCl；裝置B亦是安全瓶，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：除雜和安全瓶；錐形瓶中的液面下降，長頸漏斗中的液面上升；
（3）裝置C的實驗目的是驗證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，氯氣和水反應生成次氯酸具有漂白性，選項中ab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，
故答案為：c；
（4）D中氯氣與溴化鈉反應生成氯化鈉和溴單質，對應的離子方程式并用雙線橋法表示出電子轉移情況：；打開活塞，將裝置D中含溴單質的少量溶液加入焓碘化鉀和苯的裝置E中，溴單質和碘化鉀反應生成碘單質，碘單質溶于苯呈紫紅色，振蕩；觀察到的現(xiàn)象是：E中溶液分為兩層，上層（苯層）為紫紅色；氯氣具有強氧化性，過量的氯氣能夠將碘離子氧化成碘單質，所以該現(xiàn)象不能說明溴的非金屬性強于碘；
故答案為：；不能；
（5）已知Cl₂與NaOH反應時產(chǎn)物中可能有NaCl、NaClO、NaClO₃，由原子守恒可知，n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=0.5L×0.2mol/L×$\frac{1}{2}$=0.05mol，則標況下的Cl₂的體積為1.12L；
故答案為：1.12．

點評 本題以氯氣的制備為載體考查了氯氣的性質、氧化還原反應、雙線橋法表示出電子轉移、氧化還原反應的計算，題目難度中等，解題時注意把握氯氣的性質、制法、裝置的作用及氧化還原反應原理為解答的關鍵．