Question

如图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸．向KMnO₄晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面．

已知：2KMnO₄+16HCl→2KCl+5Cl₂↑+2MnCl₂+8H₂O
对实验现象的“解释或结论”正确的是：
（1）a处变

 

色，b处变

 

色，写出相应的离子方程式：a处

 

、b处

 

．
（2）c处的现象为

 

；用离子方程式解释

 

．
（3）d处可观察到红色立即褪去，有同学推测可能有两种原因
①氯气与水生成了漂白性物质     
②氯气与NaOH反应，消耗了碱
请设计一个简单的实验验证上述原因究竟哪一个合理：

 

．
（4）e处变

 

色，离子方程式为

 

、

 

（5）近年来科学家提出，使用氯气对自来水消毒时，生成的有机氯化物可能对人体有害，请写出两种新的自来水消毒剂

 

、

 

．除此以外，高铁酸钾（K₂FeO₄）也可用作水处理剂．已知，FeCl₃与KClO在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，其反应的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：氯气的实验室制法,氯气的化学性质,氯、溴、碘的性质实验

专题：实验题

分析：浓盐酸被高锰酸钾氧化生成氯气．
（1）氯气具有强的氧化性，氧化能力强于单质碘、单质溴，所以能够氧化碘离子和溴离子；
（2）依据氯气与水反应，分析氯水的成分和性质；
（3）如果是因为发生酸碱中和，消耗碱，则在褪色的试纸上在滴加碱，若恢复颜色说明②正确，若不变红，证明①正确；
（4）氯气具有强的氧化性能够氧化二价铁离子生成三价铁，三价铁与硫氰根离子发生络合反应；
（5）二氧化氯和臭氧都具有强的氧化性，能够杀菌消毒；次氯酸钾在碱性条件下氧化氯化铁生成高铁酸钾，依据得失电子守恒和原子个数守恒写出反应的离子方程式．

解答： 解：（1）氯气具有强的氧化性，氧化能力强于单质碘、单质溴，氯气与碘化钾反应的离子方程式为：Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂，碘遇到淀粉变蓝色；氯气与溴化钠反应的离子方程式为：Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂，溴水呈橙色；
故答案为：蓝；橙；Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂；Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂；
（2）氯气与水反应的离子方程式为：Cl₂+H₂O H⁺+Cl^-+HClO，反应生成的盐酸电离产生氢离子显酸性，所以试纸变红色，反应生成的次氯酸具有漂白性，所以红色又退去，
故答案为：先变红后褪色；Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，H⁺→变红、HClO漂白→褪色；
（3）如果是因为发生酸碱中和，消耗碱，则在褪色的试纸上在滴加碱，若恢复颜色说明②正确，若不变红，证明①正确；
故答案为：在试纸上滴加NaOH（aq）若变红证明是②，若不变红，证明①正确；
（4）氯气能够氧化二价铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，三价铁离子与硫氰根离子发生络合反应生成血红色络合物，反应的离子方程式为：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
故答案为：红； 2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（5）二氧化氯和臭氧都具有强的氧化性，能够杀菌消毒，可以用于自来水消毒；次氯酸钾在碱性条件下氧化氯化铁生成高铁酸钾，依据得失电子守恒和原子个数守恒写出反应的离子方程式为：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
故答案为：ClO₂；O₃；2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．

点评：本题考查了氯气的制备和性质，题目难度不大，熟悉氯气的强氧化性是解题关键．