Question

实验室可用K₂Cr₂O₇固体与浓盐酸混合加热制备氯气（K₂Cr₂0₇被还原为Cr³⁺）．
（1）K₂Cr₂O₇与浓盐酸反应的化学方程式为

 

；若反应中转移3mol e^-，则消耗

 

mol K₂Cr₂O₇
（2）稀盐酸与K₂Cr₂O₇固体混合加热没有氯气生成．为探究影响氯气生成的因素，某化学兴趣小组进行如下实验：
①提出假设假设1：Cl^-浓度对再应有影响；
假设2：H⁺浓度对反应有影响；
假设3：

 

．
②设计实验方案，进行实验．写出实验步骤及预期现象和结论．限选举实验试剂：浓盐酸、稀盐酸、浓硫酸、NaOH溶液、K₂Cr₂O₇固体、NaCl固体、湿润的淀粉KI试纸

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：向盛有固体K2Cr2O7的A、B两试管中分别加入一定量的稀硫酸
步骤2：
步骤3：

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）根据题意，Cr被还原为Cr³⁺，Cl^-被氧化为Cl₂，然后依据氧化还原反应电子得失守恒和原子守恒可写出方程式．依据方程式，消耗1mol K₂Cr₂O₇转移电子6mol，转移3mol电子时消耗0.5molK₂Cr₂O₇；
（2）①根据假设1和假设2，假设3应为假设1、2的综合；
②依据假设，可知步骤1为对照实验标准，步骤2、3应分别改变氯离子浓度、氢离子浓度，改变氯离子浓度可通过加入NaCl实现，改变氢离子浓度可通过加入浓硫酸实现，然后用湿润的淀粉KI实质检验是否产生Cl₂．

解答： 解：（1）Cr元素化合价变化为：K₂Cr₂O₇→CrCl₃，化合价由+6→+3价，一个Cr原子得3个电子，两个Cr原子得6个电子；Cl元素的化合价变化为：HCl→Cl₂，化合价由-1价→0价，一个原子失去一个电子，所以其最小公倍数为6，K₂Cr₂O₇的系数为1，作还原剂的 HCl的系数为6，再根据原子守恒判断其它分子的计量数，根据元素守恒，生成物中的未知物为水．所以该方程式为：K₂Cr₂O₇+14HCl═2KCl+2CrCl₃+3Cl₂↑+7H₂O，
根据以上分析可知，转移6mol电子生成3mol氯气、同时还原1molK₂Cr₂O₇，则转移3mol电子消耗0.5molK₂Cr₂O₇，
故答案为：K₂Cr₂O₇+14HCl（浓）

△   .

2KCl+2CrCl₃+3Cl₂↑+7H₂O；0.5；
（2）①根据假设1和假设2可知假设3应为：Cl^-浓度、H⁺浓度对反应都有影响，
故答案为：Cl^-浓度、H⁺浓度对反应都有影响；
②依据假设可知：步骤1为对照实验标准，步骤2、3中分别改变Cl^-浓度、H⁺浓度，可通过加入NaCl实现改变Cl^-浓度，可通过加入浓硫酸改变H⁺浓度，然后用湿润的淀粉KI实质检验是否产生Cl₂，
故答案为：

步骤2：向A试管中加入适量NaCl固体，加热，把湿润的淀粉KI试纸放在试管口附近	㈠若试纸变蓝，则假设1成立； ㈡若试纸未变蓝，则假设2或3成立
步骤3：向B试管中加入适量浓硫酸，加热，把湿润的淀粉KI试纸放在试管口附近	㈠若试纸变蓝，则假设2成立 ㈡若试纸未变蓝，结合步骤2中的㈡，则假设3成立

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点评：本题考查性质实验方案设计与评价，涉及氧化还原反应方程式书写及计算、化学实验原理、实验设计、化学实验操作等知识，题目难度中等，注意掌握氧化还原反应的实质及配平方法，明确物质性质实验方案设计与评价方法．