Question

【題目】為了更深刻地認(rèn)識(shí)鹵素的性質(zhì)，某化學(xué)小組對(duì)鹵素及其化合物的制備和性質(zhì)進(jìn)行如下探究實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答問題。

[實(shí)驗(yàn)一]氯氣的制備

（1）該小組擬用圖甲實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)制備純凈、干燥的氯氣，并完成與金屬鐵的反應(yīng)(夾持儀器略去)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元裝置，請(qǐng)用文字描述將下列裝置的錯(cuò)誤之處改正：___。

[實(shí)驗(yàn)二]探究氯化亞鐵與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物

已知氯化亞鐵的熔點(diǎn)為674℃，沸點(diǎn)為1023℃；三氯化鐵在100℃左右時(shí)升華，極易水解。在500℃條件下氯化亞鐵與氧氣可能發(fā)生下列反應(yīng)：12FeCl2+3O22Fe2O3+8FeCl3、4FeCl2+3O22Fe2O3 +4Cl2，該化學(xué)小組選用圖乙部分裝置(裝置可以重復(fù)選用)進(jìn)行氯化亞鐵與氧氣反應(yīng)產(chǎn)物的探究。

（2）實(shí)驗(yàn)裝置的合理連接順序?yàn)?/span>A→___→E。

（3）簡(jiǎn)述將裝置F中的固體配成溶液的操作方法：___。

[實(shí)驗(yàn)三]鹵素化合物之間反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件控制探究

（4）在不同實(shí)驗(yàn)條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組同學(xué)設(shè)計(jì)的一組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄如下表(實(shí)驗(yàn)控制在室溫下進(jìn)行)：

試管標(biāo)號(hào)	1	2	3	4
0.20molL-1KI溶液/mL	1.0	1.0	1.0	1.0
KClO3(s)/g	0.10	0.10	0.10	0.10
6.0molL-1H2SO4溶液/mL	0	3.0	6.0	9.0
蒸餾水/mL	9.0	6.0	3.0	0
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

①該組實(shí)驗(yàn)的目的是___。

②2號(hào)試管反應(yīng)完全后，取少量試管中的溶液，滴加淀粉溶液后顯藍(lán)色，假設(shè)還原產(chǎn)物只有KCl，寫出反應(yīng)的離子方程式：___。

Answer 1

【答案】②中試劑換為飽和氯化鈉溶液，③中導(dǎo)管改為長(zhǎng)進(jìn)短出，④中試管口加一出氣導(dǎo)管 D→B→F→D 先把裝置F中的固體溶解于濃鹽酸中，然后加水稀釋 探究其他條件相同時(shí)，c(H+)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響 ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O

【解析】

(1)KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)產(chǎn)生Cl2，濃鹽酸易揮發(fā)，從發(fā)生裝置生成的Cl2中含有HCl和水蒸氣雜質(zhì)，應(yīng)通入盛有飽和食鹽水的洗氣瓶除去HCl，然后通入盛有濃硫酸的洗氣瓶進(jìn)行干燥，氯氣與金屬反應(yīng)時(shí)，氣體應(yīng)通入到試管底部，并用雙孔橡皮塞，防止試管內(nèi)壓強(qiáng)過大；

(2)裝置A中過氧化鈉和水反應(yīng)生成O2，通過裝置D干燥，通過裝置B中氯化亞鐵加熱反應(yīng)生成氯化鐵，FeCl3在100℃左右升華，易溶于水并且有強(qiáng)烈的吸水性，通過裝置F冷凝，通過裝置E吸收尾氣，F和E之間需要連接D裝置，防止E中水蒸氣進(jìn)入F；

(3)F為FeCl3，溶解時(shí)，應(yīng)注意防止水解；

(4)①根據(jù)表格中數(shù)據(jù)分析，試管1、2、3、4中都是0.20mol·L－1KI /mL，KClO3(s)0.10g，改變的只有硫酸的體積和水的量，因此研究的是硫酸濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響；

②取少量2號(hào)試管中溶液滴加淀粉溶液后顯藍(lán)色，說(shuō)明生成I2，還原產(chǎn)物只有KCl，以此書寫出反應(yīng)的離子方程式。

(1)裝置中發(fā)生的反應(yīng)為濃，由于鹽酸具有揮發(fā)性，制得的中混有和。裝置中試劑用于除去，而NaOH溶液不僅吸收而且吸收，應(yīng)將裝置中NaOH溶液改為飽和食鹽水；裝置中濃用于干燥，應(yīng)將裝置中導(dǎo)管改為長(zhǎng)進(jìn)短出；裝置密封會(huì)造成裝置中氣體壓強(qiáng)過大，發(fā)生危險(xiǎn)，裝置試管口應(yīng)加一出氣導(dǎo)管。

(2)裝置A中與水反應(yīng)生成NaOH和，裝置A制得的中混有；根據(jù)可能的反應(yīng)原理：12FeCl2＋3O22Fe2O3＋8FeCl3、4FeCl2＋3O22Fe2O3＋4Cl2，與反應(yīng)的產(chǎn)物可能有、、，反應(yīng)溫度為，而在左右時(shí)升華且極易水解，則用F裝置收集，與反應(yīng)裝置前和收集的裝置后都必須使用干燥裝置，故裝置的合理連接順序?yàn)?/span>制備干燥與反應(yīng)用冰鹽水冷卻收集防止E中水蒸氣進(jìn)入F中使水解吸收尾氣。

(3)裝置F中用冰鹽水冷卻收集，由于極易水解，配制溶液需要加入鹽酸抑制的水解，操作方法：先把裝置F中的固體溶解于濃鹽酸中，然后加水稀釋。

(4)支試管均在室溫下進(jìn)行反應(yīng)，對(duì)比各試管中所加物質(zhì)，可知4支試管中KI、的量相同，的量不同，則該組實(shí)驗(yàn)的目的是探究其他條件相同時(shí)，對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響。

號(hào)試管反應(yīng)完全后，取少量2號(hào)試管中的溶液，滴加淀粉溶液后顯藍(lán)色，即KI被氧化成，假設(shè)還原產(chǎn)物只有KCl，則反應(yīng)的離子方程式為ClO3－＋6I－＋6H＋=Cl－＋3I2＋3H2O。