Question

12．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检查）．

已知：2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O
实验过程：
Ⅰ．打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸．
Ⅱ．当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹．
Ⅲ．当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a．
Ⅳ．…
（1）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是KI淀粉试纸变蓝．
（2）B中溶液发生反应的离子方程式是Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-．
（3）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡．静置后CCl₄层溶液变为紫红色．
（4）过程Ⅲ实验的目的是确认C的黄色溶液中无Cl₂，排除Cl₂对溴置换碘实验的干扰．
（5）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大（或电子层数逐渐增加），得电子能力逐渐减弱．

Answer 1

分析 装置A中是高锰酸钾固体和滴入的盐酸反应生成氯气，氯气和KI反应生成I₂，I₂单质遇到淀粉变蓝色，生成的氯气通入装置B中和NaBr反应生成溴单质，证明氯气氧化性大于溴，通过装置C排除Cl₂对溴置换碘实验的干扰，溴单质和碘化钾反应生成碘单质，在四氯化碳中呈紫红色，证明溴单质氧化碘单质，
（1）根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，并检验产物碘；
（2）B中氯气与溴离子发生氧化还原反应生成溴单质和氯离子；
（3）根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，并检验产物碘的存在；
（4）为验证溴的氧化性强于碘，实验时应避免氯气的干扰；
（5）从原子结构（电子层数、原子半径）的角度分析．

解答 解：（1）因Cl₂的氧化性大于I₂的氧化性，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可发生：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，I₂能使淀粉变蓝，
故答案为：淀粉KI试纸变蓝；
（2）因Cl₂的氧化性大于Br₂的氧化性，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可发生：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-，
故答案为：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；
（3）因Cl₂的氧化性大于I₂的氧化性，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，会发生反应：Br₂+2I^-=I₂+2Br^-，同时检验产物碘的存在，所以为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象为：打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡．静置后CCl₄层溶液变为紫红色，
故答案为：打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡．静置后CCl₄层溶液变为紫红色；
（4）为验证溴的氧化性强于碘，实验时应避免氯气的干扰，当B中溶液由黄色变为棕红色时，说明有大量的溴生成，此时应关闭活塞a，否则氯气过量，影响实验结论，
故答案为：确认C的黄色溶液中无Cl₂，排除Cl₂对溴置换碘实验的干扰；
（5）因同一主族元素，从上到下，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，
故答案为：原子半径逐渐增大（或电子层数逐渐增加）．

点评 本题主要考查了卤素单质间的置换反应，题目难度中等，注意掌握卤素单质的性质及递变规律，试题侧重基础知识的考查，培养了学生灵活应用基础知识的能力和化学实验能力．