Question

13．某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验．

【实验一】制取氯酸钾和氯水．
利用如图1所示实验装置和药品进行实验．
（1）装置A中玻璃仪器为圆底烧瓶和分液漏斗，若对调B和C装置的位置，可能（填“可能”或“不可能”）提高B中氯酸钾的产率．
【实验二】检验上述制备Cl₂中混有的HCl．
选用图1装置A和图2所给装置以及药品进行实验．
（2）实验仪器接口连接顺序为：装置A→e、d→b、c→f、g→a．
能证明HCl存在的现象是④中淀粉-KI试纸不变蓝色，装置①中产生白色沉淀．
【实验三】氯酸钾与碘化钾反应的研究．
在不同条件下KClO₃可将KI氧化为I₂或KIO₃．该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响，其中系列a实验的记录表如下（实验在室温下进行）：

试管编号	1	2	3	4
0.20mol•L-1KI/mL	1.0	1.0	1.0	1.0
KClO3（s）/g	0.10	0.10	0.10	0.10
6.0mol•L-1H2SO4/ml	0	3.0	6.0	9.0
蒸馏水/mL	9.0	6.0	3.0	0

（3）系列a实验的实验目的是研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响，设计1号试管实验的作用是硫酸浓度为0的对比实验．
【实验四】比较HClO与HCO₃^-电离常数的大小和测定饱和氯水中氯元素的总量．
查阅资料知：
i．实验室难以获得纯HClO溶液；
ii．次氯酸会破坏酸碱指示剂；
iii．次氯酸或氯气可被SO₂、H₂O₂、和FeCl₂等物质还原成Cl^-．
（4）设计实验证明（实验方案不必描述操作过程的细节）；
①相同条件下，HClO的电离常数大于HCO₃^-：配制相同物质的量浓度的碳酸钠和次氯酸钠溶液，用pH计分别测定两种溶液的pH值．
②确定饱和氯水中氯元素的总量：量取一定量的试样，加入足量的双氧水溶液，充分反应后，加热除去过量的双氧水，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，过滤，洗净烘干后称量沉淀质量，计算可得．

Answer 1

分析 （1）装置A中玻璃仪器为圆底烧瓶和分液漏斗；因为该反应是放热反应，生成的氯气中含有HCl，HCl易和NaOH发生中和反应；
（2）用浓硫酸除去气体中的水蒸气，该洗气装置中导气管应该遵循“长进短出”原则，然后用Cu除去氯气，用湿润的KI试纸检验氯气是否除净，最后用硝酸银检验HCl；
（3）根据表中数据知，混合后只有硫酸浓度不同，由此得知其研究目的是探究硫酸浓度对反应产物的影响；
只有对比实验才能得出正确结论；
（4）①酸的酸性越强，其对应的钠盐溶液pH越小；
②次氯酸或氯气可被SO₂、H₂O₂、和FeCl₂等物质还原成Cl^-，可以用双氧水等物质将氯气和次氯酸转化为氯离子，然后用硝酸银将氯离子转化为AgCl沉淀，从而得出氯元素总量．

解答 解：（1）装置A中玻璃仪器为圆底烧瓶和分液漏斗；因为该反应是放热反应，生成的氯气中含有HCl，HCl易和NaOH发生中和反应，为了提高氯气和NaOH反应产率，可以先用水除去HCl，所以可能提高B中氯酸钾的产率，
故答案为：分液漏斗；可能；
（2）用浓硫酸除去气体中的水蒸气，该洗气装置中导气管应该遵循“长进短出”原则，然后用Cu除去氯气，用湿润的KI试纸检验氯气是否除净，最后用硝酸银检验HCl，其连接顺序是e、d、b、c、f、g，如果④中淀粉-KI试纸不变蓝色，说明不含氯气，装置①中产生白色沉淀，说明含有HCl，
故答案为：e；d；b；c；f；g；④中淀粉-KI试纸不变蓝色，装置①中产生白色沉淀；
（3）根据表中数据知，混合后只有硫酸浓度不同，由此得知其研究目的是探究硫酸浓度对反应产物的影响；
只有对比实验才能得出正确结论，所以设计1号试管实验的作用是硫酸浓度为0的对比实验，
故答案为：研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响；硫酸浓度为0的对比实验；
（4）①酸的酸性越强，其对应的钠盐溶液pH越小，所以其实验方法为配制相同物质的量浓度的碳酸钠和次氯酸钠溶液，用pH计分别测定两种溶液的pH值，pH值越大的其对应的酸越弱，
故答案为：配制相同物质的量浓度的碳酸钠和次氯酸钠溶液，用pH计分别测定两种溶液的pH值；
②次氯酸或氯气可被SO₂、H₂O₂、和FeCl₂等物质还原成Cl^-，可以用双氧水等物质将氯气和次氯酸转化为氯离子，然后用硝酸银将氯离子转化为AgCl沉淀，从而得出氯元素总量，所以实验方法为，
故答案为：量取一定量的试样，加入足量的双氧水溶液，充分反应后，加热除去过量的双氧水，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，过滤，洗净烘干后称量沉淀质量，计算可得氯元素总量．

点评 本题考查化学性质实验设计，为高频考点，侧重考查学生分析判断、获取信息解答问题能力、实验设计能力等，明确实验原理、物质性质、实验操作等是解本题关键，难点是设计实验，题目难度中等．