Question

為驗證鹵素單質氧化性的相對強弱，某小組用如圖所示裝置進行試驗（夾持儀器已略去，氣密性已檢驗）．

實驗過程：
Ⅰ．打開彈簧夾，打開活塞a，滴加濃鹽酸．
Ⅱ．當B和C中的溶液都變為黃色時，夾緊彈簧夾．
Ⅲ．當B中溶液由黃色變為棕色時，關閉活塞a．
Ⅳ．打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，然后關閉活塞b，…
（1）已知2KMnO₄+16HCl_（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，該反應常用于實驗室常溫下制氯氣．請用雙線橋法標出此反應中電子轉移的方向與數目，若該反應中生成標準狀況下的氯氣體積共0.112L，則轉移的電子數目為

 

．
（2）驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現象是

 

．
（3）B中溶液發生反應的化學方程式是

 

．
（4）為驗證溴的氧化性強于碘，過程Ⅳ還需補充的操作為

 

．可觀察到的現象是

 

．
（5）D中溶液發生反應的化學方程式是

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）反應中錳元素全部被還原，錳元素化合價由+7價降低為+2價，氯元素化合價由HCl中的-1升高為氯氣中的0價，反應電子轉移的數目為10e^-；
（2）氯氣氧化性強于單質碘，碘遇淀粉變藍色；
（3）氯氣的氧化性強于溴，將氯氣通入NaBr溶液中會有單質溴生成，發生反應的離子方程式為：Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-；
（4）如CCl₄層溶液變為紫紅色，則說明有碘生成；
（5）D中溶液發生反應的化學方程式為溴單質與碘化鉀反應生成溴化鉀與碘單質．

解答： 解：（1）反應2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，Mn元素的化合價由+7降低為+2，KMnO₄為氧化劑，得到的電子為2×（7-2）e^-=10e^-，Cl元素的化合價由-1升高為0，HCl為還原劑，失去的電子為5×2×（1-0）e^-=10e^-，雙線橋標出反應中電子的轉移方向和數目為；生成標準狀況下的氯氣體積共0.112L，即

0.112

22.4

=0.005mol，則轉移的電子數目為0.005mol×2×6.02×10²³=6.02×10²¹；
故答案為：；6.02×10²¹；
（2）淀粉變藍色，說明有單質碘生成，也說明氯氣氧化性強于單質碘，故答案為：濕潤的淀粉KI試紙變藍；
（3）氯氣的氧化性強于溴，將氯氣通入NaBr溶液中會有單質溴生成，發生反應的化學方程式為：Cl₂+2NaBr=2NaCl+Br₂故答案為：Cl₂+2NaBr=2NaCl+Br₂；
（4）為驗證溴的氧化性強于碘，應將C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，如發生氧化還原反應，則靜至后CCl₄層溶液變為紫紅色，故答案為：打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關閉活塞b，取下D震蕩；下層CCl₄層溶液變為紫紅色；
（5）D中溶液發生反應的化學方程式為溴單質與碘化鉀反應生成溴化鉀與碘單質，反應方程式為：Br₂+2KI=2KBr+I₂，故答案為：Br₂+2KI=2KBr+I₂．

點評：本題為探究題和實驗設計題，用以比較鹵素單質的氧化性強弱，注意本題中要排除干擾因素的存在．