Question

1．某小組同學探究H₂O₂、H₂SO₃、Br₂氧化性強弱，設計如下實驗（夾持儀器已略去，裝置的氣密性已檢驗）．
請回答下列問題：
（1）寫出儀器A的名稱：球形冷凝管；

（2）實驗記錄如下：

步驟	實驗操作	實驗現象	實驗結論
Ⅰ	打開活塞a，逐滴加入H2SO3溶液至過量	燒瓶內溶液由橙黃色變為無色	Br2的氧化性大于H2SO3
Ⅱ	向步驟Ⅰ所得溶液中逐滴加入H2O2溶液	剛開始溶液顏色無明顯變化，繼續滴加，溶液變為橙黃色	H2O2的氧化性大于Br2

（3）步驟Ⅱ中，開始時顏色無明顯變化的原因是（寫出一條即）步驟1的H₂SO₃有過量，H₂O₂先和H₂SO₃反應；寫出步驟Ⅱ中反應的離子方程式H₂SO₃+H₂O₂=2H⁺+SO₄^2-+H₂O、2H⁺+2Br^-+H₂O₂=Br₂+2H₂O；
（4）實驗室常用Cl₂通入NaBr溶液中制得單質溴，工業上常用電解飽和食鹽水制備Cl₂，裝置如圖所示，利用該裝置，工業上除得到氯氣外，還可以得到NaOH，H₂（填化學式）；裝置中的離子交換膜Na⁺可以通過而OH^-不能通過，的目的是避免Cl₂與NaOH反應生成NaClO，影響NaOH的產量和純度．

Answer 1

分析 本題是利用自發的氧化還原反應中氧化劑的氧化性大于氧化產物的原理設計實驗，探究H₂O₂、H₂SO₃、Br₂氧化性強弱，涉及識別儀器A的名稱，結合反應原理分析實驗過程中可能出現的現象，并用離子方程式表示反應原理，另外還考查了氯堿工業制氯氣的原理；
（1）反應容器上方儀器A的作用是冷凝逸出的蒸汽，可常見儀器識別出A的名稱；
（2）根據結論Br₂的氧化性大于H₂SO₃可知，溴水有強氧化性，能氧化H₂SO₃，隨著H₂SO₃溶液逐滴加入，溶液里溴的量逐漸減小，混合溶液的顏色會變淺直到褪色，向步驟Ⅰ所得的反應溶液里逐滴加入H₂O₂溶液，溶液又變為橙黃色，可見溶液里的Br^-又被氧化為Br₂，說明的H₂O₂氧化性大于Br₂；
（3）因為步驟Ⅰ滴加的H₂SO₃溶液是過量的，開始滴入H₂O₂溶液時沒有直接氧化溶液里的Br^-，而是先與過量的H₂SO₃發生了氧化還原反應，故步驟Ⅱ中滴入的H₂O₂分別與H₂SO₃和Br^-發生了反應；
（4）電解裝置為電解飽和食鹽水的電解池，很明顯氯堿工業除氯氣外還可得到氫氣和氫氧化鈉，離子交換膜不允許透過OH^-，因為如果透過OH^-，生成的氯氣會有少量溶解在堿性溶液里，制得的氫氧化鈉不純．

解答 解：（1）儀器A為常見的化學儀器，很容易識別，應為球形冷凝管，故答案為：球形冷凝管；
（2）向反應容器中滴加H₂SO₃溶液，溴水中的溴會被還原為Br^-，溴水為橙黃色，隨著滴加的H₂SO₃溶液原來越多，溶液里的溴越來越少，顏色會逐漸變淺，最終褪色，步驟Ⅱ滴入過量的H₂O₂溶液，故剛開始溶液顏色沒有變化，繼續滴加溶液變為橙黃色，說明H₂O₂氧化了溶液里的Br^-生成Br₂，發生反應的化學方程式為2H₂O₂+2HBr=Br₂+2H₂O，分析氧化還原反應可知H₂O₂的氧化性大于Br₂，
故答案為：由橙黃色變為無色；H₂O₂的氧化性大于Br₂；
（3）步驟Ⅱ最初滴入的H₂O₂溶液是氧化H₂SO₃，等H₂SO₃完全氧化后，再氧化溶液里的Br^-，看到溶液逐漸變黃色，最終變橙黃色，發生的反應離子方程式為H₂SO₃+H₂O₂=2H⁺+SO₄^2-+H₂O、2H⁺+2Br^-+H₂O₂=Br₂+2H₂O，
故答案為：步驟1的H₂SO₃有過量，H₂O₂先和H₂SO₃反應；H₂SO₃+H₂O₂=2H⁺+SO₄^2-+H₂O、2H⁺+2Br^-+H₂O₂=Br₂+2H₂O；
（4）氯堿工業得到的產物是氯氣、氫氣和氫氧化鈉，如果OH-透過交換膜進入陽極區，生成的氯氣會有少量溶解在堿性溶液里，得到的氫氧化鈉不純，且影響產量，
故答案為：NaOH，H₂；避免Cl₂與NaOH反應生成NaClO，影響NaOH的產量和純度．

點評 本題以氧化還原反應中氧化劑的氧化性大于氧化產物為載體，探究H₂O₂、H₂SO₃、Br₂氧化性強弱，考查了實驗的基本操作，培養了學生結合實驗現象分析原理的能力，有一定的難度．