Question

如圖所示是驗證氯氣性質的微型實驗，a、b、d、e是浸有相關溶液的濾紙．向KMnO₄晶體滴加一滴濃鹽酸后，立即用另一培養皿扣在上面．

已知：2KMnO₄+16HCl→2KCl+5Cl₂↑+2MnCl₂+8H₂O
對實驗現象的“解釋或結論”正確的是：
（1）a處變

 

色，b處變

 

色，寫出相應的離子方程式：a處

 

、b處

 

．
（2）c處的現象為

 

；用離子方程式解釋

 

．
（3）d處可觀察到紅色立即褪去，有同學推測可能有兩種原因
①氯氣與水生成了漂白性物質     
②氯氣與NaOH反應，消耗了堿
請設計一個簡單的實驗驗證上述原因究竟哪一個合理：

 

．
（4）e處變

 

色，離子方程式為

 

、

 

（5）近年來科學家提出，使用氯氣對自來水消毒時，生成的有機氯化物可能對人體有害，請寫出兩種新的自來水消毒劑

 

、

 

．除此以外，高鐵酸鉀（K₂FeO₄）也可用作水處理劑．已知，FeCl₃與KClO在強堿性條件下反應可制取K₂FeO₄，其反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：氯氣的實驗室制法,氯氣的化學性質,氯、溴、碘的性質實驗

專題：實驗題

分析：濃鹽酸被高錳酸鉀氧化生成氯氣．
（1）氯氣具有強的氧化性，氧化能力強于單質碘、單質溴，所以能夠氧化碘離子和溴離子；
（2）依據氯氣與水反應，分析氯水的成分和性質；
（3）如果是因為發生酸堿中和，消耗堿，則在褪色的試紙上在滴加堿，若恢復顏色說明②正確，若不變紅，證明①正確；
（4）氯氣具有強的氧化性能夠氧化二價鐵離子生成三價鐵，三價鐵與硫氰根離子發生絡合反應；
（5）二氧化氯和臭氧都具有強的氧化性，能夠殺菌消毒；次氯酸鉀在堿性條件下氧化氯化鐵生成高鐵酸鉀，依據得失電子守恒和原子個數守恒寫出反應的離子方程式．

解答： 解：（1）氯氣具有強的氧化性，氧化能力強于單質碘、單質溴，氯氣與碘化鉀反應的離子方程式為：Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂，碘遇到淀粉變藍色；氯氣與溴化鈉反應的離子方程式為：Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂，溴水呈橙色；
故答案為：藍；橙；Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂；Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂；
（2）氯氣與水反應的離子方程式為：Cl₂+H₂O H⁺+Cl^-+HClO，反應生成的鹽酸電離產生氫離子顯酸性，所以試紙變紅色，反應生成的次氯酸具有漂白性，所以紅色又退去，
故答案為：先變紅后褪色；Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，H⁺→變紅、HClO漂白→褪色；
（3）如果是因為發生酸堿中和，消耗堿，則在褪色的試紙上在滴加堿，若恢復顏色說明②正確，若不變紅，證明①正確；
故答案為：在試紙上滴加NaOH（aq）若變紅證明是②，若不變紅，證明①正確；
（4）氯氣能夠氧化二價鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，三價鐵離子與硫氰根離子發生絡合反應生成血紅色絡合物，反應的離子方程式為：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
故答案為：紅； 2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（5）二氧化氯和臭氧都具有強的氧化性，能夠殺菌消毒，可以用于自來水消毒；次氯酸鉀在堿性條件下氧化氯化鐵生成高鐵酸鉀，依據得失電子守恒和原子個數守恒寫出反應的離子方程式為：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
故答案為：ClO₂；O₃；2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

點評：本題考查了氯氣的制備和性質，題目難度不大，熟悉氯氣的強氧化性是解題關鍵．