Question

12．氯氣是一種重要的化工原料，在工農業生產、生活中有著重要的應用．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，該反應的優點是反應產生氯氣速度快、不需加熱．請你根據所學知識回答下列問題：
（1）上述反應中KClO₃是氧化劑，該反應中氧化產物與還原產物的物質量之比為5：1．
（2）把氯氣通入紫色石蕊溶液中，可以觀察到的現象是：先變紅后褪色．
（3）實驗室配制好2.0mol•L^-1的NaOH溶液，需要這種溶液100mL才能與2.24L氯氣（標準狀況）恰好完全反應．
（4）已知Br₂的水溶液因濃度不同而呈現橙色或紅棕色，NaBr溶液中緩緩通入Cl₂時，可以看到無色溶液逐漸變為紅棕色，請寫出對應的離子方程式并用雙線橋法表示出電子轉移情況：．
（5）現需490mL 2.0mol•L^-1 NaOH溶液：
①所需稱量的氫氧化鈉固體的質量是40.0g．
②上述實驗需要的儀器有天平（含砝碼）、藥匙、燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管、500 mL容量瓶．
③在配制溶液的過程中，下列操作可能造成結果偏高的是AD．
A．定容時俯視
B．容量瓶不干燥，含有少量蒸餾水
C．溶解所用燒杯未洗滌
D．NaOH溶解后，未冷卻即進行實驗．

Answer 1

分析 （1）KClO₃+6HCl $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KCl+3Cl₂↑+3H₂O中，Cl元素的化合價由+5價降低為0，Cl元素的化合價由-1價升高為0，以此來解答；
（2）依據氯氣和水反應生成的產物鹽酸和次氯酸性質分析判斷；
（3）n（Cl₂）=0.1mol，根據反應的離子方程式Cl₂+2OH^-=CIO^-+Cl^-+H₂O計算；
（4）氯氣與溴化鈉反應生成氯化鈉和溴單質；
（5）①根據m=nM=cVM計算；
②根據操作的步驟確定所需儀器；
③分析操作對溶質的物質的量和溶液體積的影響，依據C=$\frac{n}{V}$進行誤差分析，凡是使溶質的物質的量n偏大或者使溶液體積V偏小的操作，溶液濃度都偏高．

解答 解：（1）KClO₃+6HCl $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KCl+3Cl₂↑+3H₂O中，1KClO₃中Cl元素的化合價由+5價降低為0，則氧化劑為KClO₃，5HCl中Cl元素的化合價由-1價升高為0，則還原劑為5HCl，所以氧化產物與還原產物的物質量之比為5：1，故答案為：KClO₃；5：1；
（2）氯氣通入紫色石蕊試液中和水反應生成鹽酸使石蕊變紅色，生成的次氯酸具有漂白性使紅色褪去，
故答案為：先變紅后褪色；
（3）n（Cl₂）=0.1mol，由反應的離子方程式Cl₂+2OH^-=CIO^-+Cl^-+H₂O可知n（NaOH）=0.2mol，
V（NaOH）=$\frac{0.2mol}{2mol/L}$=0.1L=100ml，
故答案為：100；
（4）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：；
故答案為：；
（5）①現需490mL 2.0mol•L^-1 NaOH溶液，則選用500ml容量瓶，所以n（NaOH）=0.5L×2mol/L=1mol，m（NaOH）=1mol×40g/mol=40.0g，
故答案為：40.0g；
②配制順序是：計算→稱量→溶解、冷卻→移液→洗滌→定容→搖勻→裝瓶貼簽，一般用天平稱量（用到藥匙）稱量，在燒杯中溶解，冷卻后轉移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，轉移完畢，用少量蒸餾水洗滌燒杯及玻璃棒2～3次并將洗滌液全部轉移到容量瓶中，再加適量蒸餾水，當加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加，使溶液的凹液面的最低點與刻線相平，塞好瓶塞，反復上下顛倒搖勻．所以需要的儀器有托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶、膠頭滴管，則還需要500 mL容量瓶，
故答案為：500 mL容量瓶
③A．定容時俯視刻度線，導致溶液體積偏小，溶液濃度偏高，故A選；
B．容量瓶不干燥，含有少量蒸餾水，對溶質的物質的量和溶液體積都不會產生影響，溶液濃度不受影響，故B不選；
C．沒有洗滌燒杯，導致部分溶質損耗，溶質的物質的量偏小，溶液濃度偏低，故C不選；
D．NaOH溶解后，未冷卻即進行實驗，導致熱溶液就轉移到容量瓶中，等冷卻到常溫體積偏小，溶液濃度偏高，故D選；
故選：AD．

點評 本題考查了氧化還原反應、氯水的性質、方程式計算以及一定物質的量濃度溶液配制過程及誤差分析，準確把握操作對溶質的物質的量和溶液體積的影響，依據C=$\frac{n}{V}$進行誤差分析是解題關鍵，題目難度不大．