Question

【題目】鹵素單質在堿性溶液中容易發生歧化反應，歧化的產物依反應溫度的不同而不同。

下圖為制取氯氣、氯酸鉀、次氯酸鈉和檢驗氯氣性質的微型實驗裝置：

裝置中盛裝的藥品如下：①多用滴管中裝有5mL濃鹽酸；②微型支管試管中裝有1.5gKMnO4；③微型支管試管中裝有2~3mL濃硫酸；④U形反應管中裝有30%KOH溶液；⑤U形反應管中裝有2mol/LNaOH溶液；⑥、⑦雙U形反應管中分別裝有0.1mol/LKI-淀粉溶液和KBr溶液；⑧尾氣出口用浸有0.5mol/LNa2S2O3溶液的棉花輕輕覆蓋住

（1）整套裝置氣密性檢查的方法_________________________。

（2）為了使裝置④、⑤中的反應順利完成，應該控制的反應條件分別為________________________________。

（3）裝置⑥、⑦中能夠觀察到的實驗現象分別是____________________。

（4）如果把裝置⑥、⑦中的試劑互換位置，還能否證明氧化性：Cl2>I2，______（填“能”或“不能”），理由是：______________。

（5）已知氯酸鉀和氯化鉀的溶解度曲線如下圖所示，反應結束后，從裝置④中提取氯酸鉀晶體的實驗操作是_____________。

（6）尾氣處理時發生反應的離子方程式為____________________。

（7）選擇微型實驗裝置的優點有___________________（至少寫兩點）。

Answer 1

【答案】 連接好實驗裝置，由⑧導管向⑦裝置中加水，若能形成一段穩定的水柱，則裝置的氣密性良好（其他合理答案也可得分） 裝置④放入348K(或75℃)熱水浴中；裝置⑤放入冰水浴中 裝置⑥中溶液變藍；裝置⑦中溶液變成橙色 能 若互換裝置⑥、⑦中的試劑，Cl2與KBr反應生成Br2，揮發出來與KI反應，也可以證明Cl2的氧化性強于I2 冷卻結晶、過濾 S2O32- + 4Cl2 + 5H2O = 2SO42- + 8Cl- + 10H+ 簡化實驗裝置、節約成本；試劑用量少、能源消耗少；節省空間，縮短實驗時間；減少污染等

【解析】試題分析：本題考查Cl2的實驗室制備，Cl2的性質實驗，KClO3、NaClO的制備。

（1）整套裝置氣密性的檢查用液差法，方法是：連接好實驗裝置，由⑧導管向⑦裝置中加水，若能形成一段穩定的水柱，則裝置的氣密性良好。

（2）根據實驗目的，裝置④中盛放30%KOH溶液，裝置④中發生的反應為3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O，裝置④用于制備KClO3；裝置⑤中盛放2mol/LNaOH溶液，裝置⑤中發生的反應為Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，裝置⑤用于制備NaClO；根據題給信息，使裝置④中反應順利完成，裝置④放入348K熱水浴中；使裝置⑤中反應順利完成，裝置⑤放入冰水浴中。

（3）裝置⑥中盛放KI-淀粉溶液，通入Cl2發生反應：Cl2+2KI=2KCl+I2，I2遇淀粉呈藍色，裝置⑥的實驗現象是：溶液變藍。裝置⑦中盛放KBr溶液，通入Cl2發生反應：Cl2+2KBr=2KCl+Br2，裝置⑦的實驗現象是：溶液變成橙色。

（4）如果把裝置⑥、⑦中的試劑互換位置，裝置⑥中盛放KBr溶液，裝置⑥中發生反應：Cl2+2KBr=2KCl+Br2，由此得出氧化性：Cl2Br2；裝置⑦中盛放KI-淀粉溶液，無論Cl2還是裝置⑥中揮發出來的Br2（g）都能與KI反應生成I2，能說明Cl2或Br2（g）的氧化性強于I2，結合裝置⑥中結論也能證明Cl2的氧化性強于I2；裝置⑥、⑦中試劑互換位置，仍能證明氧化性：Cl2I2。

（5）根據溶解度曲線，KClO3的溶解度隨溫度升高明顯增大，KCl在低溫時溶解度大于KClO3，高溫時溶解度小于KClO3，從裝置④中提取KClO3晶體的實驗操作：將溶液冷卻結晶、過濾，洗滌，干燥。

（6）尾氣用0.5mol/LNa2S2O3溶液吸收，Cl2將S2O32-氧化成SO42-，Cl2被還原成Cl-，反應寫成Cl2+S2O32-→SO42-+Cl-，根據得失電子守恒配平，4Cl2+S2O32-→2SO42-+8Cl-，根據原子守恒和電荷守恒，尾氣吸收時的離子方程式為4Cl2+S2O32-+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+。

（7）選擇微型實驗裝置的優點有：簡化實驗裝置、節約成本；試劑用量少、能源消耗少；節省空間，縮短實驗時間；減少污染等。