Question

14．探究氯气与KI溶液的反应，某课外小组用如图装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验）

实验操作	实验现象
打开A中分液漏斗活塞，放下部分浓盐酸，加热	装置B中溶液变蓝色，随后蓝色褪去，溶液显浅棕色

（1）装置A中生成氯气的化学反应方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）装置C中NaOH的作用是吸收多余氯气，防止污染环境；其中发生反应的离子方程式为Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（3）能证明氯气的氧化性强于碘的实验现象是B装置中通氯气后溶液变蓝．
（4）为探究B中溶液颜色变化的原因，该小组同学查阅资料并进行实验．
查阅资料：
I₂和I^-在溶液中会发生反应：I₂+I^-?I₃^-，I₃^-显棕黄色且遇淀粉变蓝；I₂可被氯气与氧化为ICl₂^-（红色）和ICl₄^-（黄色），两种离子可继续被氧化成IO₃^-（无色）．
进行实验：

实验操作	实验现象
Ⅰ．取反应后B中的溶液4mL分成两等份，第一份滴入1滴碘水；第二份滴入淀粉溶液	第一份溶液蓝色 第二份溶液颜色没有变化
Ⅱ．将I2溶于KI溶液中配制得碘总浓度为0.1mol/L的溶液，取上述溶液2mL，滴加1滴淀粉溶液，再通入氯气	加淀粉后溶液变蓝，通氯气后蓝色褪去，溶液显浅棕色
Ⅲ．向Ⅱ所得溶液继续通入氯气	溶液几乎变为无色

①操作Ⅰ的实验目的是证明反应后的B溶液中有淀粉，无I₃^-，说明溶液的浅棕色不是I₃^-造成的．
②写出ICl₂^-在水溶液中与氯气反应生成IO₃^-的离子方程式ICl₂^-+2Cl₂+3H₂O=IO₃^-+6Cl^-+6H⁺．
③由以上实验可推断B中溶液颜色变成浅棕色的原因是I^-先被氯气氧化成I₂，I₂又被氯气氧化成ICl₂^-（红色）和ICl₄^-（黄色），两者混合呈浅棕色溶液．

Answer 1

分析 A装置：用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气，B装置中盛放淀粉碘化钾溶液，探究氯气与KI溶液的反应，氯气有毒，不能直接排放到空气中，用盛有NaOH溶液的C装置吸收氯气．
（1）实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气，浓盐酸和二氧化锰反应生成氯化锰和氯气、水；
（2）氯气有毒，不能排放到空气中，用碱液吸收，氯气与NaOH反应生成氯化钠和次氯酸钠和水，据此书写离子方程式；
（3）根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，并检验产物碘，碘单质与淀粉作用显示蓝色；
（4）①根据碘单质与淀粉作用显示蓝色，分析第一份滴入1滴碘水，证明淀粉是否存在，根据I₃^-显棕黄色且遇淀粉变蓝，分析第二份滴入淀粉溶液的作用；
②ICl₂^-中的碘为+1价，氯气具有氧化性，两者反应生成+5价的碘和-1价的氯，根据得失电子守恒和电子守恒解答；
③B中溶液颜色变成浅棕色的原因是I^-先被氯气氧化成I₂，I₂又被氯气氧化成ICl₂^-（红色）和ICl₄^-（黄色），两者混合呈浅棕色溶液．

解答 解：A装置：用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气，B装置中盛放淀粉碘化钾溶液，探究氯气与KI溶液的反应，氯气有毒，不能直接排放到空气中，用盛有NaOH溶液的C装置吸收氯气．
（1）实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气，反应方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）氯气有毒，污染环境，所以不能直接排空；氯气能和氢氧化钠反应被吸收，2NaOH+Cl₂ =NaCl+NaClO+H₂O，所以可用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，防止污染环境，离子方程式为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
故答案为：吸收多余氯气，防止污染环境；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）因Cl₂的氧化性大于I₂的氧化性，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可发生：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，I₂能使淀粉变蓝，即B装置中通氯气后溶液变蓝，
故答案为：B装置中通氯气后溶液变蓝；
（4）①第一份滴入1滴碘水，碘单质与淀粉作用显示蓝色，证明反应后的B溶液中有淀粉，I₃^-显棕黄色且遇淀粉变蓝，第二份滴入淀粉溶液，溶液颜色没有变化，说明溶液的浅棕色不是I₃^-造成的，无I₃^-，
故答案为：证明反应后的B溶液中有淀粉，无I₃^-，说明溶液的浅棕色不是I₃^-造成的；
②ICl₂^-中的碘为+1价，氯气具有氧化性，两者反应生成IO₃^-，失去4e^-，生成Cl^-，得到2e^-，最小公倍数为4，所以离子反应式为：ICl₂^-+2Cl₂+3H₂O=IO₃^-+6Cl^-+6H⁺，
故答案为：ICl₂^-+2Cl₂+3H₂O=IO₃^-+6Cl^-+6H⁺；
③向Ⅱ所得溶液继续通入氯气，溶液几乎变为无色，被氧化成IO₃^-（无色），B中溶液颜色变成浅棕色的原因是I^-先被氯气氧化成I₂，Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，I₂又被氯气氧化成ICl₂^-（红色）和ICl₄^-（黄色），两者混合呈浅棕色溶液，
故答案为：I^-先被氯气氧化成I₂，I₂又被氯气氧化成ICl₂^-（红色）和ICl₄^-（黄色），两者混合呈浅棕色溶液．

点评 本题考查了制取氯气实验相关内容的探究，注意实验装置的用途和反应原理，把握物质的主要性质，注意题干信息的应用，题目难度中等．