题目内容
微型化学实验可以有效实现化学实验绿色化的要求．如下图所示在一块衬白纸的玻璃片的不同位置分别滴加浓度为0.1mol/L的KI（含淀粉溶液）、NaOH的酚酞（C20H14O4）试液、FeCl2（含KSCN）溶液各一滴，在圆心处放置一粒芝麻大小的KMnO4的晶体，向KMnO4的晶体上滴加一滴浓盐酸，再立即用表面皿盖好．根据上述描述涉及到的元素，回答下列问题
（1）a中反应的化学反应方程式为
（2）c中反应的离子反应方程式为
（3）短周期原子半径最大的原子共有
（4）把少许 KMnO4撒入盛水烧杯中溶解，包含物理过程（即
（5）NH3与H2O分别能与H+结合成NH4+与H3O+．与NH4+具有相同空间构型的微粒是
a．H3O+ b．CH4 c．P4 d．NH3
（6）加碘盐中含碘量为20mg～50mg/kg．制取加碘盐（含KIO3的食盐）1000kg，若用KI与Cl2反应制KIO3，至少需要消耗Cl2
考点：氯、溴、碘的性质实验
专题：实验设计题
分析：高锰酸钾具有强氧化性，能把盐酸氧化生成氯气，自身被还原生成氯化锰，所以发生的反应方程式为：2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，生成的Cl2具有强氧化性，与碘化钾发生：2I-+Cl2=I2+2Cl-；与Fe2+发生：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；在碱性条件下自身发生氧化还原反应：2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O．
（1）氯气与碘化钾发生：2I-+Cl2=I2+2Cl-，单质碘遇淀粉变蓝；检验钾离子要通过焰色反应；
（2）在碱性条件下氯气自身发生氧化还原反应；氯气与Fe2+发生：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，铁离子遇硫氰化钾变红；
（3）电子所处能级不同，则能量不同；根据氯化钠的晶体模型分析；
（4）溶解过程包括扩散过程和形成水合离子过程；
（5）根据NH4+的空间结构为正四面体；H3O+、CH4、P4、NH3的空间结构为三角锥形、正四面体、正四面题、三角锥形；
（6）由信息写出反应方程式：KI+3Cl2+3H2O=KIO3+6HCl，根据化学方程式计算，按最小值计算．
（1）氯气与碘化钾发生：2I-+Cl2=I2+2Cl-，单质碘遇淀粉变蓝；检验钾离子要通过焰色反应；
（2）在碱性条件下氯气自身发生氧化还原反应；氯气与Fe2+发生：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，铁离子遇硫氰化钾变红；
（3）电子所处能级不同，则能量不同；根据氯化钠的晶体模型分析；
（4）溶解过程包括扩散过程和形成水合离子过程；
（5）根据NH4+的空间结构为正四面体；H3O+、CH4、P4、NH3的空间结构为三角锥形、正四面体、正四面题、三角锥形；
（6）由信息写出反应方程式：KI+3Cl2+3H2O=KIO3+6HCl，根据化学方程式计算，按最小值计算．
解答：
解：（1）高锰酸钾具有强氧化性，能把盐酸氧化生成氯气，自身被还原生成氯化锰，所以发生的反应方程式为：2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，氯气与碘化钾发生：2KI+Cl2=2KCl+I2，单质碘遇淀粉变蓝，无色碘化钾溶液逐渐变成蓝色；检验钾离子要通过焰色反应，通过钴玻璃观察焰色反应呈紫色证明含钾离子；故答案为：
2KI+Cl2=2KCl+I2；焰色反应；
（2）在碱性条件下自身发生氧化还原反应：2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O，氢氧化钠浓度逐渐减小，酚酞溶液的红色逐渐褪去；氯气与Fe2+发生：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，铁离子遇硫氰化钾变红，故答案为：2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O；溶液变为红色；
（3）短周期原子半径最大的原子为钠元素，电子排布式为：1s22s22p63s1，1s、2s、2p、3s能级上电子能量各不相同，故有4种不同能量的电子；第3周期原子半径最小的为氯元素，钠和氯形成的为离子晶体，每个钠离子周围距离最近的氯离子有6个（同一面上4个，上下各1个），故答案为：4；6；
（4）把少许 KMnO4撒入盛水烧杯中溶解，包含物理过程即扩散过程，化学过程即形成水合离子的过程，水合钾离子无色，故有色离子为水合高锰酸根离子；
故答案为：扩散；水合；水合高锰酸根离子；
（5）NH4+的空间结构为正四面体；H3O+、CH4、P4、NH3的空间结构为三角锥形、正四面体、正四面题、三角锥形，所以微粒与NH4+具有相同空间构型的微粒是CH4、P4，故选：B、C；
（6）1000kg加碘食盐中含碘20g，KI+3Cl2+3H2O=KIO3+6HCl，根据KIO3～I～KI～3Cl2可知，则需要消耗标准状况下Cl2的体积为：
×3×22.4L/mol=10.58L．
故答案为：10.58．
2KI+Cl2=2KCl+I2；焰色反应；
（2）在碱性条件下自身发生氧化还原反应：2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O，氢氧化钠浓度逐渐减小，酚酞溶液的红色逐渐褪去；氯气与Fe2+发生：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，铁离子遇硫氰化钾变红，故答案为：2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O；溶液变为红色；
（3）短周期原子半径最大的原子为钠元素，电子排布式为：1s22s22p63s1，1s、2s、2p、3s能级上电子能量各不相同，故有4种不同能量的电子；第3周期原子半径最小的为氯元素，钠和氯形成的为离子晶体，每个钠离子周围距离最近的氯离子有6个（同一面上4个，上下各1个），故答案为：4；6；
（4）把少许 KMnO4撒入盛水烧杯中溶解，包含物理过程即扩散过程，化学过程即形成水合离子的过程，水合钾离子无色，故有色离子为水合高锰酸根离子；
故答案为：扩散；水合；水合高锰酸根离子；
（5）NH4+的空间结构为正四面体；H3O+、CH4、P4、NH3的空间结构为三角锥形、正四面体、正四面题、三角锥形，所以微粒与NH4+具有相同空间构型的微粒是CH4、P4，故选：B、C；
（6）1000kg加碘食盐中含碘20g，KI+3Cl2+3H2O=KIO3+6HCl，根据KIO3～I～KI～3Cl2可知，则需要消耗标准状况下Cl2的体积为：
| 20g |
| 127g/mol |
故答案为：10.58．
点评：本题考查氯气的性质和物质结构知识，题目难度不大，本题注意氯气的强氧化性，以及一些粒子的还原性，注意反应原理和现象，学习中注重相关基础知识的积累．
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