Question

高锰酸钾是一种典型的强氧化剂，无论在实验室还是在化工生产中都有重要的应用．
I．如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置（夹持设备已略）．

（1）制备氯气选用的药品为：高锰酸钾和浓盐酸，相关的化学反应方程式为：

 

．
（2）装置B是安全瓶，监测实验进行时C中可能发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象

 

．
（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

 

．（选a或b或c）

	a	b	c
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的目的是比较氯、溴、碘的非金属性．当向D中缓缓通入足量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为红棕色，说明氯的非金属性大于溴．打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡．观察到的现象是

 

．该现象不能说明溴的非金属性强于碘，原因是

 

．
（5）①如果向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl₄后滴加氯水，CCl₄层变成紫色．该反应的离子方程式为

 

，如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl₄层会逐渐变浅，最后变成无色．该反应的离子方程式为

 

．
②把KI换成KBr，则CCl₄层变为

 

色：继续滴加氯水，CCl₄层的颜色没有变化．Cl₂、HIO₃、HBrO₃氧化性由强到弱的顺序是

 

．
（6）某一反应体系中的物质有：HCl、SnCl₂、H₂SnCl₆、As、H₃AsO₃、H₂O，已知：HCl是反应物之一．
①写出该反应的化学方程式：

 

．
②在该反应中，氧化剂是

 

，被氧化的元素是

 

．
③在反应中，每转移1mol电子，消耗HCl

 

mol．

Answer 1

考点：氯气的实验室制法,离子方程式的书写,氧化还原反应,氯、溴、碘的性质实验

专题：实验题,元素及其化合物

分析：（1）高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水；
（2）C中若发生堵塞，则B中锥形瓶内压强增大，长颈漏斗下端导管中液面会上升；
（3）验证氯气是否具有漂白性，则先设计湿润的有色物质，再利用干燥剂干燥后与干燥的有色物质混合；
（4）D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性，D中发生氯气与NaBr的反应生成溴，打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，氯气、溴均可与KI反应生成碘；
（5）①氯水中的氯气能够氧化碘离子生成碘，碘与到四氯化碳变紫色，氯气能够氧化碘生成碘酸钾；
②氯水中的氯气能够氧化溴离子，溴溶于四氯化碳县橙色；
氧化剂和还原剂反应生成氧化产物和还原产物，氧化剂氧化性大于氧化产物的氧化性；
（6）①根据As、Sn元素化合价及电子转移守恒可知，H₃AsO₃是氧化剂，被还原为As，SnCl₂是还原剂被氧化为H₂SnCl，再根据质量守恒、电子守恒书写方程式；
②氧化剂得电子被还原；化合价升高的元素被氧化；
③由方程式可知As元素由H₃AsO₃中+3价，降低为As中0价，每2mol反应H₃AsO₃时，需要消耗HCl6mol，即转移6mol电子消耗12molHCl．

解答： 解：（1）高锰酸钾与浓盐酸反应的化学方程式为：2KMnO₄+16HCl（浓）=2MnCl₂+5Cl₂↑+2KCl+8H₂O；
故答案为：2KMnO₄+16HCl（浓）=2MnCl₂+5Cl₂↑+2KCl+8H₂O；
（2）C中若发生堵塞，生成的氯气使锥形瓶中压强增大，则B中长颈漏斗下端导管中液面会上升，形成水柱；
故答案为：锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升；
（3）验证氯气是否具有漂白性，则先通过I中湿润的有色布条，观察到褪色，再利用II中固体干燥剂（无水氯化钙或硅胶）干燥后，在Ⅲ中放入干燥的有色布条，观察到颜色不褪，则验证氯气不具有漂白性，只有c符合，故答案为：c；
（4）D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性，D中发生氯气与NaBr的反应生成溴，打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，氯气、溴均可与KI反应生成碘，则E中碘易溶于苯，出现分层后上层为紫红色的苯层，该现象不能说明溴的非金属性强于碘，过量的氯气也可将碘离子氧化，应排除氯气的干扰；
故答案为：E中溶液分为两层，上层（苯层）为紫红色；过量的Cl₂也可将I^-氧化为I₂；
（5）①氯气与碘化钾反应的离子方程式为：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-；
氯气与碘反应的离子方程式：5Cl₂+I₂+6H₂O=2IO₃^-+12H⁺+10Cl^-；
故答案为：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-；5Cl₂+I₂+6H₂O=2IO₃^-+12H⁺+10Cl^-；
②氯气的氧化性比溴强，将KI换成KBr，则生成Br₂，则CCl₄层变为棕色，继续滴加氯水，CCl₄层的颜色没有变化，说明氧化性HBrO₃＞Cl₂，根据氧化剂和还原剂反应生成氧化产物和还原产物，氧化剂氧化性大于氧化产物的氧化性，
则有Cl₂＞HIO₃，所以氧化性顺序为HBrO₃＞Cl₂＞HIO₃；
故答案为：棕；HBrO₃＞Cl₂＞HIO₃；
（6）①As是反应物之一，根据As、Sn元素化合价及电子转移守恒可知，H₃AsO₃是氧化剂，被还原为As，SnCl₂是还原剂被氧化为H₂SnCl，所以反应方程式为12HCl+3SnCl₂+2H₃AsO₃═3H₂SnCl₆+2As+6H₂O；
故答案为：12HCl+3SnCl₂+2H₃AsO₃═3H₂SnCl₆+2As+6H₂O；
②根据As、Sn元素化合价可知，H₃AsO₃是氧化剂，被还原为As，+2的Sn化合价升高为+4被氧化；
故答案为：H₃AsO₃；Sn；
③由方程式可知As元素由H₃AsO₃中+3价，降低为As中0价，每2mol反应H₃AsO₃时，需要消耗HCl6mol，即转移6mol电子消耗12molHCl，所以每转移1mol电子，消耗HCl2mol；
故答案为：2．

点评：本题以氯气的制备为载体考查了氯气的性质，氧化还原反应方程式的书写，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．