Question

19．某小組欲探究Cl₂與KI溶液的反應，設計實驗裝置如下圖．
已知：I₂在水中溶解度很小，在KI溶液中溶解度顯著增大，I_2（S）+I^-?I₃^-_（aq）．
容器中盛放的試劑分別為：
A．MnO₂   C．0.5000mol/L的KI溶液    D．AgNO₃溶液   E．NaOH溶液   F．濃鹽酸
完成下列填空：
（1）儀器A的名稱蒸餾燒瓶，B中的試劑是飽和食鹽水．
（2）當D裝置中出現(xiàn)白色沉淀 時，停止加熱；E的作用是吸收未反應的氯氣．
（3）當氯氣開始進入C時，C中看到的現(xiàn)象是溶液變棕黃色；不斷向C中通入氯氣，看到溶液顏色逐漸加深，后來出現(xiàn)深褐色沉淀，試運用平衡移動原理分析產生這些現(xiàn)象的原因被置換出來的I₂在KI溶液中溶解度、較大，所以溶液顏色逐漸加深，但隨著反應KI被消耗，平衡I_2（S）+I^-?I₃^-_（aq）向左移動，碘在水中的溶解度較小，所以部分碘以沉淀的形式析出．
（4）持續(xù)不斷地向C中通入氯氣，看到C中液體逐漸澄清，最終呈無色．推測此時C中無色溶液里含碘物質的化學式HIO₃（此時溶液中只有一種含碘微粒）．
為確定含碘物質中碘元素的化合價，進行如下實驗：
①取反應后C中溶液5.00mL（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0.6250mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定至藍色剛好褪去，耗Na₂S₂O₃溶液24.00mL．
已知：I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-
計算：碘元素的化合價為+5．
（5）欲檢驗某溶液中是否含有I^-，可使用的試劑為氯水和淀粉溶液．合理的實驗操作為取樣滴加淀粉溶液，振蕩均勻后再逐滴加入氯水并振蕩．

Answer 1

分析 F中的濃鹽酸滴入燒瓶A中的二氧化錳中發(fā)生反應生成氯氣、二氧化錳、水，生成的氯氣中含氯化氫、水蒸氣，通過B中的飽和食鹽水除去氯化氫，通過C中KI溶液
，探究Cl₂與KI溶液的反應，通過D裝置中AgNO₃溶液生成氯化銀白色沉淀，最后剩余氯氣通過氫氧化鈉溶液吸收，不能排放到空氣中，防止污染空氣，
（1）A中是制備氯氣的裝置，所以A是蒸餾燒瓶；B是用來除去氯氣中的氯化氫氣體；
（2）氯氣的KI溶液反應之后，剩余的氯氣進入硝酸銀溶液；未反應的氯氣進入氫氧化鈉溶液被吸收；
（3）氯氣把碘離子氧化成單質碘；被置換出來的I₂在KI溶液中溶解度、較大，所以溶液顏色逐漸加深，但隨著反應KI被消耗，平衡I_2（S）+I^-?I₃^-_（aq）向左移動，碘在水中的溶解度較��；
（4）氯氣過量時會將碘繼續(xù)氧化成HIO₃；Na₂S₂O₃的物質的量=0.625×0.024=0.015mol，C中原I^-的物質的量=0.005×0.5=0.0025mol，設被氯氣氧化為x價，據(jù)反應I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-，得反應的碘單質物質的量=0.015×$\frac{1}{2}$=0.0075mol，碘原子共0.015mol，x價碘生成的占0.0025mol，則碘離子生成的為0.015-0.0025=0.0125mol，據(jù)化合價升降相等計算；
（5）檢驗某溶液中是否含有I^-，取樣，滴加淀粉溶液，振蕩均勻后再逐滴加入氯水并振蕩．

解答 解：（1）A中是制備氯氣的裝置，依據(jù)儀器圖形和用途可知A是蒸餾燒瓶，B中是用來除去氯氣中的氯化氫氣體，所以用飽和食鹽水，
故答案為：蒸餾燒瓶，飽和食鹽水；
（2）氯氣的KI溶液反應之后，剩余的氯氣進入硝酸銀溶液，裝置D中生成氯化銀白色沉淀；未反應的氯氣進入裝置E中的氫氧化鈉溶液被吸收，
故答案為：白色沉淀，吸收未反應的氯氣；
（3）氯氣開始進入C時，將碘離子氧化成單質碘，所以開始溶液變棕黃色；不斷向C中通入氯氣，看到溶液顏色逐漸加深，后來出現(xiàn)深褐色沉淀，因為被置換出來的I₂在KI溶液中溶解度、較大，所以溶液顏色逐漸加深，但隨著反應KI被消耗，平衡I_2（S）+I^-?I₃^-_（aq）向左移動，碘在水中的溶解度較小，所以部分碘以沉淀的形式析出，
故答案為：溶液變棕黃色；被置換出來的I₂在KI溶液中溶解度、較大，所以溶液顏色逐漸加深，但隨著反應KI被消耗，平衡I_2（S）+I^-?I₃^-_（aq）向左移動，碘在水中的溶解度較小，所以部分碘以沉淀的形式析出；
（4）氯氣過量時會將碘繼續(xù)氧化成HIO₃；Na₂S₂O₃的物質的量=0.625×0.024=0.015mol，C中原I^-的物質的量=0.005×0.5=0.0025mol，
設被氯氣氧化為x價，據(jù)反應I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-，得反應的碘單質物質的量=0.015mol×$\frac{1}{2}$=0.0075mol，碘原子共0.015mol，
x價碘生成的占0.0025mol，則碘離子生成的為0.015-0.0025=0.0125mol，
據(jù)化合價升降相等得：0.0025x=0.0125，x=5，
所以碘元素的化合價為+5價，
故答案為：HIO₃，+5；
（5）檢驗某溶液中是否含有I^-，取樣，滴加淀粉溶液，振蕩均勻后再逐滴加入氯水并振蕩，
故答案為：取樣滴加淀粉溶液，振蕩均勻后再逐滴加入氯水并振蕩．

點評 本題考查了物質性質的實驗設計、氯氣的制備和性質、氧化還原反應，題目難度中等，注意含碘物質中碘元素的化合價的確定和計算，明確物質的性質及發(fā)生的化學反應是解答本題的關鍵，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．