Question

9．為驗證鹵素單質氧化性的相對強弱，某小組用下圖所示裝置進行實驗（夾持儀器已略去，氣密性已檢查）．

實驗過程：Ⅰ．打開彈簧夾，取下分液漏斗瓶塞，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紅色時，關閉活塞a．
Ⅳ．打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關閉活塞b取下D振蕩、靜止．
（1）請寫出A裝置中發生的化學方程式2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂+8H₂O
（2）為驗證氯氣的氧化性強于碘，試紙上發生的實驗現象KI淀粉試紙變藍，，請寫出對應的離子方程式Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-．
（3）B試管口的棉花團的作用吸收多余的氯氣，防止污染大氣，請寫出對應的化學方程式是Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．
（4）過程Ⅲ實驗的目的是確認C的黃色溶液中無Cl₂，排除Cl₂對溴置換碘實驗的干擾．
（5）為驗證溴的氧化性強于碘，過程Ⅳ現象是CCl₄層溶液變為紫紅色．
（6）氯、溴、碘單質的氧化性逐漸減弱的原因：同主族元素從上到下非金屬性逐漸減弱．

Answer 1

分析 驗證鹵素單質氧化性的相對強弱：檢驗氣密性，裝藥品，保持分液漏斗上方與外界空氣相同，打開活塞向燒瓶中滴加濃鹽酸；裝置A：高錳酸鉀與濃鹽酸反應生成氯化錳、氯氣和水，反應的化學方程式為：2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，濕潤的淀粉KI試紙變藍，說明有單質碘生成，同時也說明氯氣氧化性強于單質碘，裝置B：氯氣與溴化鈉反應生成單質溴，在試管中發生反應的離子方程式為Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-，溶液變棕黃色；B試管口的棉花團的作用吸收多余的氯氣，防止污染大氣，反應為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，為驗證溴的氧化性強于碘，實驗時應避免氯氣的干擾，當B中溶液由黃色變為棕紅色時，說明有大量的溴生成，此時應關閉活塞a，打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關閉活塞b取下D振蕩、靜止后CCl₄層溶液變為紫紅色，驗證了溴的氧化性強于碘．
（1）高錳酸鉀具有強氧化性，與濃鹽酸反應生成氯氣；
（2）氯氣氧化性強于單質碘，碘遇淀粉變藍色；
（3）氯氣有毒，不能任意排放，多余氯氣需用堿液吸收；
（4）為驗證溴的氧化性強于碘，實驗時應避免氯氣的干擾；
（5）如CCl₄層溶液變為紫紅色，則說明有碘生成；
（6）從原子結構（電子層數、原子半徑）的角度分析．

解答 解：（1）裝置A：高錳酸鉀與濃鹽酸反應時，Cl^-被氧化成單質氯，而MnO₄^-被還原成Mn²⁺，即反應生成氯化鉀、氯化錳、氯氣、水，由電子守恒及質量守恒定律可知，該反應為：2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案為：2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂+8H₂O；
（2）淀粉變藍色，說明有單質碘生成，發生反應：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，氯氣為氧化劑，碘單質為氧化產物，氧化劑的氧化性強于氧化產物，所以可說明氯氣氧化性強于單質碘，
故答案為：KI淀粉試紙變藍；Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-；
（3）裝置B：氯氣與溴化鈉反應生成單質溴，在試管中發生反應的離子方程式為Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-，溶液變棕黃色，氯氣有毒，多余的氯氣不能任意排放，氯氣和堿反應生成無毒物質，所以用棉花團吸收多余的氯氣，防止污染大氣，反應為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：棉花團吸收多余的氯氣，防止污染大氣；Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（4）為驗證溴的氧化性強于碘，實驗時應避免氯氣的干擾，當B中溶液由黃色變為棕紅色時，說明有大量的溴生成，此時應關閉活塞a，否則氯氣過量，影響實驗結論；
故答案為：確認C的黃色溶液中無Cl₂，排除Cl₂對溴置換碘實驗的干擾；
（5）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：CCl₄層溶液變為紫紅色；
（6）因同一主族元素，從上到下，電子層數依次增多，原子半徑逐漸增大，元素的金屬性逐漸增強，得電子能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱，
故答案為：非金屬性逐漸減弱．

點評 本題考查了鹵素單質的性質及檢驗方法，題目難度中等，注意掌握鹵素單質的性質及遞變規律，試題側重基礎知識的考查，培養了學生靈活應用基礎知識的能力和化學實驗能力．