题目内容
【题目】实验室制取氯气除了用浓盐酸和二氧化锰反应外还可利用下列反应:KClO3+6HCl(浓)═KCl+3Cl2↑+3H2O,该反应的优点是反应产生氯气速度快、不需加热.图是实验室利用此反应制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略).
(1)上述反应中氧化剂和还原剂物质的量之比是______ ,若反应中氧化产物比还原产物多 1mol,则转移的电子数目为______ 。
(2)装置B的作用是______ ,实验进行时C中可能发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象:_________________。
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入______ (选“a”“b”或“c”)
a | b | c | |
Ⅰ | 干燥的有色布条 | 湿润的有色布条 | 湿润的有色布条 |
Ⅱ | 碱石灰 | 浓硫酸 | 无水氯化钙 |
Ⅲ | 湿润的有色布条 | 干燥的有色布条 | 干燥的有色布条 |
(4)设计装置D、E 的目的是为了比较Cl2、Br2、I2的氧化性强弱.已知Br2的水溶液因浓度不同而呈现橙色或红棕色,I2难溶于水而易溶苯,且I2的苯溶液为紫红色.当向D中缓缓通入足量Cl2时,可以看到无色溶液逐渐变为红棕色,说明Cl2的氧化性大于Br2,请写出D中对应的离子方程式并用单线桥法表示出电子转移情况:__________________ .打开活塞,将 D中的少量溶液加入E中,振荡E,观察到E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色.该现象______ (填“能”或“不能”)说明 Br2的氧化性大于I2。
(5)装置F的作用是除去污染性的物质(Cl2、Br2等),已知 Cl2与NaOH反应时产物中可能有NaCl、NaClO、NaClO3,且值与温度高低有关.若烧杯中装有 500mL0.2mol/L 的NaOH溶液,则最多可吸收标况下的Cl2的体积为______ L(忽略Cl2溶于水)。
【答案】1:52.5NA除杂和安全瓶锥形瓶中的液面下降,长颈漏斗中的液面上升c不能1.12
【解析】
(1)由KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O反应,KClO3中Cl元素的化合价由+5价降低为0,HCl中Cl元素的化合价由-1价升高为0;
(2)反应制取的氯气中含有氯化氢,装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl;装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,发生堵塞时B中的,压强增大;
(3)验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥氯气无漂白性,湿润的有色布条中,氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性;
(4)D中氯气与溴化钠反应生成氯化钠和溴单质;打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,生成的溴单质和碘化钾反应生成碘单质,碘单质溶解于苯中,振荡分层,苯层在上层;氯气具有强氧化性;由于过量的氯气也能够氧化碘离子,无法说明溴单质氧化性强于碘单质;
(5)根据原子守恒分析.
(1)因HCl中Cl元素的化合价升高,则HCl为该反应中的还原剂,KClO3中的Cl的化合价降低被还原,KClO3是氧化剂,氧化产物比还原产物物质的量之比为5:1,氧化剂和还原剂物质的量之比是1:5,若反应中氧化产物比还原产物多 1mol,则氧化产物为1.25mol,还原产物为0.25mol,所以转移的电子数目为2.5NA;
(2)装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl;装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,发生堵塞时B中的,压强增大,锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升;
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥氯气无漂白性,湿润的有色布条中,氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性,选项中ab的Ⅱ中都是干燥剂,再通入湿润的有色布条不能验证氯气的漂白性,所以C中I、II、III依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条;
(4)D中氯气与溴化钠反应生成氯化钠和溴单质,对应的离子方程式并用单线桥法表示出电子转移情况:;打开活塞,将装置D中含溴单质的少量溶液加入焓碘化钾和苯的装置E中,溴单质和碘化钾反应生成碘单质,碘单质溶于苯呈紫红色,振荡;观察到的现象是:E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色;氯气具有强氧化性,过量的氯气能够将碘离子氧化成碘单质,所以该现象不能说明溴的非金属性强于碘;
(5)已知Cl2与NaOH反应时产物中可能有NaCl、NaClO、NaClO3,由原子守恒可知,n(Cl2)=1/2n(NaOH)=0.5L×0.2mol·L-1×1/2=0.05mol,则标况下的Cl2的体积为1.12L;