Question

16．鹵族元素是典型的非金屬元素，其單質及其化合物具有廣泛的用途．已知：KMnO₄與濃鹽酸常溫下反應可生成氯氣．根據所學化學知識及所給信息，回答下列有關問題：
（1）下列可以用來判斷氯、溴、碘元素非金屬性強弱的是②④⑤（填序號）．
①Cl₂、Br₂、I₂的顏色逐漸加深；
②Cl₂、Br₂、I₂的氧化性逐漸減弱；
③HCl、HBr、HI的酸性依次減弱；
④HCl、HBr、HI的熱穩定性逐漸減弱；
⑤Cl₂、Br₂、I₂和H₂反應條件由光照（或點燃）→一定溫度→持續加熱；條件由易到難；
⑥AgCl、AgBr、AgI的顏色逐漸加深．
（2）某化學探究小組選用圖1所示的裝置和下列所給的試劑來證明非金屬性：Cl＞I，請你按照他們的設計思路完成該實驗．
可供選擇的試劑有：①稀鹽酸，②濃硫酸，③MnO₂，④濃鹽酸，⑤淀粉碘化鉀溶液，⑥KMnO₄，⑦NaOH溶液；⑧硝酸銀溶液
燒瓶A中應盛放的藥品是⑥（填序號），試管C中應盛放的藥品是⑤（填序號），則裝置D的作用是吸收未反應完的氯氣，防止污染環境．觀察到C中溶液變藍現象，即可證明非金屬性Cl＞I．
（3）一定條件，在水溶液中1mol Cl^-、ClO_X^-（x=1，2，3，4）的能量（KJ）相對大小如圖2所示．
①D是ClO₄^-（填離子符號）．
②B→A+C反應的離子方程式為3ClO^-=ClO₃^-+2Cl^-；生成1molC時，放出117KJ的熱（填吸收或放出以及具體數值）

Answer 1

分析 （1）比較兩種元素的非金屬性強弱，可根據單質之間的置換反應、與氫氣反應的難易程度、氫化物的穩定性以及最高正價氧化物對應水化物酸性強弱，據此分析；
（2）KMnO₄與濃鹽酸反應生成氯氣，氯氣具有強氧化性，能將碘離子氧化為碘單質，碘遇淀粉試液變藍色，由此分析解答；
（3）①根據圖2可知，D中Cl元素化合價為+7價，根據ClO_X^-中化合價代數和為-1判斷x值；
②B→A+C，根據轉移電子守恒得該反應方程式為3ClO^-=ClO₃^-+2Cl^-，反應熱=（63kJ/mol+2×0kJ/mol）-3×60kJ/mol=-117kJ/mol，據此答題．

解答 解：（1）①Cl₂、Br₂、I₂的顏色逐漸加深，是物理性質，無法比較非金屬性強弱，故①錯誤；
 ②Cl₂、Br₂、I₂的氧化性逐漸減弱，說明非金屬性減弱，能夠據此判斷氯、溴、碘元素非金屬性強弱，故②正確；
③HCl、HBr、HI的酸性不是最高價含氧酸，無法據此判斷非金屬性強弱，故③錯誤； ④HCl、HBr、HI的熱穩定性逐漸減弱，說明非金屬性減弱，能夠據此判斷氯、溴、碘元素非金屬性強弱，故④正確；
⑤Cl₂、Br₂、I₂和H₂反應條件由光照（或點燃）→一定溫度→持續加熱，條件由易到難，說明非金屬性減弱，能夠據此判斷氯、溴、碘元素非金屬性強弱，故⑤正確；
⑥AgCl、AgBr、AgI的顏色逐漸加深，與非金屬性強弱無關，無法據此判斷氯、溴、碘元素非金屬性強弱，故⑥錯誤；
故答案為：②④⑤；
（2）KMnO₄與濃鹽酸反應生成氯氣，氯氣與淀粉碘化鉀混合溶液反應生成碘單質，碘遇淀粉試液變藍色，故C中溶液變為藍色，氯氣與淀粉碘化鉀混合溶液反應離子方程式為：Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂，則證明了非金屬性：Cl＞I，所以燒瓶A中應盛放的藥品是KMnO₄；試管C中應盛放的藥品是粉碘化鉀溶液，則裝置D的作用是用氫氧化鈉吸收多余的氯氣，防止污染環境；當觀察到現象溶液變為藍色可證明非金屬性Cl＞I，
故答案為：⑥；⑤；吸收未反應完的氯氣，防止污染環境；C中溶液變藍；
（3）①根據圖象知，D中Cl元素化合價為+7價，所以ClO_x^-中x為4，則D為ClO₄^-，
故答案為：ClO₄^-；
②B→A+C，根據轉移電子守恒得該反應方程式為3ClO^-=ClO₃^-+2Cl^-，反應熱=（63kJ/mol+2×0kJ/mol）-3×60kJ/mol=-117kJ/mol，所以生成1molClO₃^-時，放出117kJ的熱，
故答案為：3ClO^-=ClO₃^-+2Cl^-；放出117．

點評 本題考查實驗方案設計，涉及非金屬性強弱的比較，反應熱的有關計算等知識，題目難度中等，明確物質的性質是解本題關鍵，試題有利于提高學生的分析能力及化學實驗能力．