题目内容
【题目】化学是一门以实验为基础的学科,实验探究能激发学生学习化学的兴趣。某化学兴趣小组设计如图实验装置(夹持设备已略)制备氯气并探究氯气及其卤族元素的性质。回答下列问题:
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(1)仪器a的名称是______________。
(2)A装置中发生的化学反应方程式为_________________________________。若将漂白粉换成KClO3,则反应中每生成21.3g Cl2时转移的电子数目为____NA。
(3)装置B可用于监测实验过程中C处是否堵塞,若C处发生了堵塞,则B中可观察到__________。
(4)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,此时C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次可放入____(填选项a或b或c)。
选项 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
a | 干燥的有色布条 | 浓硫酸 | 湿润的有色布条 |
b | 湿润的有色布条 | 无水氯化钙 | 干燥的有色布条 |
c | 湿润的有色布条 | 碱石灰 | 干燥的有色布条 |
(5)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D中缓缓通入足量氯气时,可观察到无色溶液逐渐变为红棕色,说明氯的非金属性大于溴,打开活塞,将D中少量溶液加入E中,振荡E,观察到的现象是_______________________________,该现象_____(填“能”或“不能”)说明溴的非金属性强于碘,原因是_____________________。
【答案】长颈漏斗 Ca(ClO)2+4HCl(浓)═CaCl2+2Cl2↑+2H2O 0.5 液体进入长颈漏斗中,锥形瓶内液面下降,长颈漏斗内液面上升,形成一段液柱 b 溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色 不能 过量的Cl2也可将I-氧化为I2
【解析】
(1)根据图示装置中仪器结构识别名称;
(2)次氯酸钙具有强氧化性,能够氧化盐酸,依据化合价升降总数相等配平方程式,若换为KClO3,该物质也有强氧化性,可以氧化HCl为Cl2,根据方程式物质变化与电子转移关系计算;
(3)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,B中长颈漏斗中液面上升,形成水柱;
(4)为了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;
(5)氯气氧化性强于溴,氯气能够置换溴;溴氧化性强于碘,能够置换碘;氯气的氧化性强于碘,能够置换碘,结合碘在有机物中溶解性及颜色解答。
(1)根据图示可知仪器a名称为长颈漏斗;
(2)漂白粉固体和浓盐酸反应生成氯化钙、氯气和水,化学方程式为:Ca(ClO)2+4HCl(浓)═CaCl2+2Cl2↑+2H2O,若将漂白粉换为KClO3,根据电子守恒、原子守恒,可得方程式为KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O,由方程式可知:每转移5mol电子,反应产生3mol氯气,质量是21.3gCl2的物质的量是0.3mol,所以反应转移了0.5mol电子,转移电子数目为0.5NA;
(3)反应产生的Cl2中混有氯化氢和水蒸气,装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl;装置B亦作安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞。若发生堵塞时B中的气体压强增大,使B中液体进入长颈漏斗中,锥形瓶内液面下降,长颈漏斗中的液面上升而形成一段液柱;
(4)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,在湿润的有色布条中,氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性,
a.I为干燥的有色布条不褪色,Ⅱ中浓硫酸只吸收水分,再通入湿润的有色布条会褪色,能验证氯气的漂白性,但U形管中盛放的应是固体干燥剂,a错误;
b.I处是湿润的有色布条褪色,II是干燥剂无水氯化钙不能吸收氯气,只吸收水蒸气,III中干燥的有色布条不褪色,可以证明,b正确;
c.I为湿润的有色布条褪色,II为干燥剂碱石灰,碱石灰能够吸收水蒸气和Cl2,进入到III中无氯气,不会发生任何变化,不能验证,c错误;
故合理选项是b;
(5)依据氯气和溴化钠反应生成溴单质,液体溴单质、过量的Cl2都能和碘化钾溶液中的碘化钾反应生成碘单质,碘单质易溶于苯,显紫红色,苯密度小于水,不溶于水,溶液分层;过量的Cl2也可将I-氧化为I2,所以通过E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色,不能说明溴的氧化性强于碘。