Question

12．氯气是一种重要的化工原料，在工农业生产、生活中有着重要的应用．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．请你根据所学知识回答下列问题：
（1）上述反应中KClO₃是氧化剂，该反应中氧化产物与还原产物的物质量之比为5：1．
（2）把氯气通入紫色石蕊溶液中，可以观察到的现象是：先变红后褪色．
（3）实验室配制好2.0mol•L^-1的NaOH溶液，需要这种溶液100mL才能与2.24L氯气（标准状况）恰好完全反应．
（4）已知Br₂的水溶液因浓度不同而呈现橙色或红棕色，NaBr溶液中缓缓通入Cl₂时，可以看到无色溶液逐渐变为红棕色，请写出对应的离子方程式并用双线桥法表示出电子转移情况：．
（5）现需490mL 2.0mol•L^-1 NaOH溶液：
①所需称量的氢氧化钠固体的质量是40.0g．
②上述实验需要的仪器有天平（含砝码）、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、500 mL容量瓶．
③在配制溶液的过程中，下列操作可能造成结果偏高的是AD．
A．定容时俯视
B．容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水
C．溶解所用烧杯未洗涤
D．NaOH溶解后，未冷却即进行实验．

Answer 1

分析 （1）KClO₃+6HCl $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KCl+3Cl₂↑+3H₂O中，Cl元素的化合价由+5价降低为0，Cl元素的化合价由-1价升高为0，以此来解答；
（2）依据氯气和水反应生成的产物盐酸和次氯酸性质分析判断；
（3）n（Cl₂）=0.1mol，根据反应的离子方程式Cl₂+2OH^-=CIO^-+Cl^-+H₂O计算；
（4）氯气与溴化钠反应生成氯化钠和溴单质；
（5）①根据m=nM=cVM计算；
②根据操作的步骤确定所需仪器；
③分析操作对溶质的物质的量和溶液体积的影响，依据C=$\frac{n}{V}$进行误差分析，凡是使溶质的物质的量n偏大或者使溶液体积V偏小的操作，溶液浓度都偏高．

解答 解：（1）KClO₃+6HCl $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KCl+3Cl₂↑+3H₂O中，1KClO₃中Cl元素的化合价由+5价降低为0，则氧化剂为KClO₃，5HCl中Cl元素的化合价由-1价升高为0，则还原剂为5HCl，所以氧化产物与还原产物的物质量之比为5：1，故答案为：KClO₃；5：1；
（2）氯气通入紫色石蕊试液中和水反应生成盐酸使石蕊变红色，生成的次氯酸具有漂白性使红色褪去，
故答案为：先变红后褪色；
（3）n（Cl₂）=0.1mol，由反应的离子方程式Cl₂+2OH^-=CIO^-+Cl^-+H₂O可知n（NaOH）=0.2mol，
V（NaOH）=$\frac{0.2mol}{2mol/L}$=0.1L=100ml，
故答案为：100；
（4）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双线桥法表示出电子转移情况：；
故答案为：；
（5）①现需490mL 2.0mol•L^-1 NaOH溶液，则选用500ml容量瓶，所以n（NaOH）=0.5L×2mol/L=1mol，m（NaOH）=1mol×40g/mol=40.0g，
故答案为：40.0g；
②配制顺序是：计算→称量→溶解、冷却→移液→洗涤→定容→摇匀→装瓶贴签，一般用天平称量（用到药匙）称量，在烧杯中溶解，冷却后转移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，转移完毕，用少量蒸馏水洗涤烧杯及玻璃棒2～3次并将洗涤液全部转移到容量瓶中，再加适量蒸馏水，当加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，使溶液的凹液面的最低点与刻线相平，塞好瓶塞，反复上下颠倒摇匀．所以需要的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管，则还需要500 mL容量瓶，
故答案为：500 mL容量瓶
③A．定容时俯视刻度线，导致溶液体积偏小，溶液浓度偏高，故A选；
B．容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水，对溶质的物质的量和溶液体积都不会产生影响，溶液浓度不受影响，故B不选；
C．没有洗涤烧杯，导致部分溶质损耗，溶质的物质的量偏小，溶液浓度偏低，故C不选；
D．NaOH溶解后，未冷却即进行实验，导致热溶液就转移到容量瓶中，等冷却到常温体积偏小，溶液浓度偏高，故D选；
故选：AD．

点评 本题考查了氧化还原反应、氯水的性质、方程式计算以及一定物质的量浓度溶液配制过程及误差分析，准确把握操作对溶质的物质的量和溶液体积的影响，依据C=$\frac{n}{V}$进行误差分析是解题关键，题目难度不大．