题目内容

14．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KClO3是氧化剂，HCl是还原剂，若反应中氧化产物比还原产物多 1mol，则转移的电子数目为2.5NA．
（2）装置B的作用是除杂和安全瓶，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：锥形瓶中的液面下降，长颈漏斗中的液面上升．
（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入c（选“a”“b”或“c”）
abc
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双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．该现象不能（ 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$\frac{c（C{l}^{-}）}{c（Cl{O}^{-}）}$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1.12L（忽略Cl2溶于水）．

分析 （1）由KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O反应可知，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，以此来解答；
（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．

解答 解：（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，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，
故答案为：KClO3；HCl；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；
故答案为：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；
（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，
故答案为：c；
（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双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；
故答案为：；不能；
（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）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=0.5L×0.2mol/L×$\frac{1}{2}$=0.05mol，则标况下的Cl2的体积为1.12L；
故答案为：1.12．

点评 本题以氯气的制备为载体考查了氯气的性质、氧化还原反应、双线桥法表示出电子转移、氧化还原反应的计算，题目难度中等，解题时注意把握氯气的性质、制法、装置的作用及氧化还原反应原理为解答的关键．

练习册系列答案
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4．在理论上不能用于设计原电池的化学反应是（　　）
A．HCl（aq）+NaOH （aq）═NaCl （aq）+H2O （l）△H＜0
B．2CH3OH （l）+3O2 （g）═2CO2 （g）+4H2O （l）△H＜0
C．2FeCl3（aq）+Fe（s）═3FeCl3（aq）△H＜0
D．2H2（g）+O2（g）═2H2O （l）△H＜0
5．写出下列离子方程式：
（1）醋酸溶解水垢CaCO3+2CH3COOH=Ca2++H2O+CO2↑+2CH3COO-．
（2）氧化亚铁溶于硫酸FeO+2H+=H2O+Fe2+．
（3）氢氧化钡中和硫酸2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O．
2．反应方程式为：3Cu+8HNO3═3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O的反应中
（1）该反应中Cu被氧化，氧化剂和还原剂的物质的量之比是2：3．
（2）反应过程中转移2mol电子，生成标准状况下的NO14.93L．
（3）用双线桥法表示出电子转移的方向和数目：．
9．下列两种粒子的半径大小排列正确的是（　　）
A．Na＞OB．Na+＞O2-C．Mg＞NaD．?Μγ2+＞Na+
19．（1）12.4g Na2X含有0.4mol Na+，Na2X的摩尔质量为62g/mol，其相对式量为62，X的相对原子质量为16，该物质的化学式为Na2O．
（2）在新制氯水中存在的各种粒子中：（用化学式或离子符号填写，下同）
①使氯水呈黄绿色的是Cl2； ②能使硝酸银溶液产生白色沉淀的是Cl-；
③能使紫色石蕊试液显红色的是H+； ④能使湿润的红纸褪色的是HClO；
⑤能使无水硫酸铜变蓝的是H2O； ⑥能与碳酸氢钠溶液反应放出气体的是H+．．
6．在相同温度下，甲、乙两种溶液，甲溶液的pH是乙溶液的2倍，则甲溶液中c（H+）甲与乙溶液中c（H+）乙之比是（　　）
A．10：1B．100：1C．1：100D．无法确定
11．在1.0L密闭容器中放入0.10molA（g），在一定温度进行如下反应：
A（g）?B（g）+C（g）△H=+285.1kJ•mol-1
反应时间（t）、容器内气体总压强（P）和A的物质的量浓度的数据见下表：
时间t/h0124816
总压强p/100kPa4.915.586.327.318.548.54
c（A）/（mol•L-1）0.100.0860.0710.051aa
回答下列问题：
（1）上述反应能够自发进行的条件是高温．
（2）由总压强P和起始压强P0表示反应物A的转化率α（A）的表达式为（$\frac{P}{{P}_{0}}$-1）×100%．根据表中数据计算平衡时A的转化率为73.9%．
（3）用气体的平衡分压（分压=总压×物质的量的分数）代替平衡浓度表示该反应的平衡常数的表达式KP=$\frac{{α}^{2}（A）}{[1+α（A）]×[1-α（A）]}P$（用含α（A）和P的式子表示）．
（4）由总压强P和起始压强P0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n（A），
n总=0.1×$\frac{P}{{P}_{0}}$mol，n（A）=0.1×（2-$\frac{P}{{P}_{0}}$）mol，根据上表计算a=0.026mol/L．
（5）由上述实验数据得到反应速率与反应物和生成物物质的量浓度的关系可用图表示．当升高到某一温度时反应重新达到平衡，相应的点分别为a、d．
12．硫的化合物再生产和生活中有广泛的应用，其吸收和处理及相互转化具有广泛的意义
（1）二氧化硫具有还原性，可以和许多氧化剂反应，二氧化硫气体通入硫酸酸化的重铬酸钾溶液中，恰好生成铬钾钒[KCr（SO4）2•12H2O]，写出反应的化学方程式3SO2+K2Cr2O7+11H2O+H2SO4=2KCr（SO4）2.12H2O
反应中被还原的元素Cr
（2）过量二氧化硫通入硫化钠溶液可以看到黄色沉淀，产物还有一种盐，写出反应的离子方程式2H2O+2S2-+5SO2=4HSO3-+3S↓
（3）在1L0.3mol/L的氢氧化钠溶液中，通入4.48L二氧化硫（标况）反应后得到的溶液中微粒的浓度之间有一些等量关系：2c（Na+）=3c（HSO3-）+3c（SO32-）+3c（H2SO3）任写一个
（4）燃烧煤的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键，二氧化硫烟气脱除的一种工业流程
4）燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键．SO2烟气脱除的一种工业流程如图：

①用纯碱溶液吸收SO2将其转化为HSO3-，反应的离子方程式是H2O+2SO2+CO32-═2HSO3-+CO2
②若石灰乳过量，将其产物再排回吸收池，其中可用于吸收SO2的物质的化学式是NaOH．

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