Question

某研究性学习小组为探究Cl₂的氧化性和I^-的还原性强于Fe²⁺，设计了如图装置制取Cl₂，并进行实验探究．回答下列问题：
（1）仪器A的名称：

 

；用仪器B代替分液漏斗的目的是

 

；
（2）制取Cl₂方法有多种：
①用MnO₂加热条件下氧化浓盐酸；
②用KMnO₄常温下氧化浓盐酸；
③用O₂在450℃，催化剂氧化浓盐酸；
三种氧化剂氧化性由强到弱的顺序为：

 

；
只用该装置应选用方法是（用离子方程式表示）：

 

；
（3）为比较I^-和Fe²⁺的还原性强弱，需在甲瓶中滴几滴淀粉试液，目的是

 

；在乙瓶中滴几滴KSCN试液，目的是

 

；能得出I^-还原性强于Fe²⁺的实验依据是

 

；
（4）该实验设计最大的缺陷是

 

；
（5）当乙瓶中c（Fe²⁺）=C（Fe³⁺），瓶内反应的离子方程式为：

 

；标准状况下乙瓶中通入Cl₂体积理论上至少应为

 

L．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验题

分析：（1）根据装置图可知，A为蒸馏烧瓶，仪器B连通分液漏斗，保持上下气压相等，使液体顺利流下；
（2）反应条件越苛刻，说明氧化剂的氧化性越弱，该装置没有加热，因此采用KMnO₄常温下氧化浓盐酸制取氯气；
（3）淀粉遇碘变蓝色，在甲瓶中滴几滴淀粉试液，可以显示I^-被氧化，铁离子可以使KSCN试液变红色，在乙瓶中滴几滴KSCN试液，可以显示Fe²⁺被氧化；甲瓶比乙瓶先出现颜色变化，说明I^-还原性强于Fe²⁺；
（4）氯气具有刺激性气味，有毒，污染环境，本实验没有尾气吸收装置；
（5）由还原性强弱可知此时I^-已全部被氧化，当乙瓶中c（Fe²⁺）=C（Fe³⁺）时，Fe²⁺被氧化一半，根据方程式关系可知需要至少需要的氯气．

解答： 解：（1）根据装置图可知，A为蒸馏烧瓶，仪器B连通分液漏斗，保持上下气压相等，使液体顺利流下，
故答案为：蒸馏烧瓶；保持上下气压相等，使液体顺利流下；
（2）反应条件越苛刻，说明氧化剂的氧化性越弱，所以氧化性：KMnO₄＞MnO₂＞O₂，该装置没有加热，因此采用KMnO₄常温下氧化浓盐酸制取氯气，离子方程式为
2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案为：KMnO₄＞MnO₂＞O₂；2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（3）淀粉遇碘变蓝色，在甲瓶中滴几滴淀粉试液，可以显示I^-被氧化，铁离子可以使KSCN试液变红色，在乙瓶中滴几滴KSCN试液，可以显示Fe²⁺被氧化，甲瓶比乙瓶先出现颜色变化，说明I^-还原性强于Fe²⁺；
故答案为：显示I^-被氧化；显示Fe²⁺被氧化；甲比乙先出现颜色变化；
（4）氯气具有刺激性气味，有毒，污染环境，本实验没有尾气吸收装置，
故答案为：没有尾气吸收装置；
（5）由还原性强弱可知此时I^-已全部被氧化，当乙瓶中c（Fe²⁺）=C（Fe³⁺）时，Fe²⁺被氧化一半，离子方程式为5Cl₂+2Fe²⁺+8I^-=2Fe³⁺+10Cl^-+4I₂；
n（I^-）=0.1mol/L×0.1L×2=0.02mol，根据方程式关系可知需要至少氯气为（0.02mol×

5

8

）×22.4L=0.28L，
故答案为：5Cl₂+2Fe²⁺+8I^-=2Fe³⁺+10Cl^-+4I₂；0.28．

点评：本题考查了氯气的实验室制法，综合性较强，侧重于反应原理、氧化性的比较、离子检验、离子方程式的书写和计算，难度中等，注意根据还原剂强弱判断离子反应．