题目内容

20．中学常采用高锰酸钾加热分解法制取氧气，某兴趣小组经查阅资料获知：制得氧气后固体残余物中的锰酸钾（K2MnO4）具有强氧化性，与还原剂、有机物、易燃物混合可形成爆炸性混合物，如不妥善处置将造成危险．因此该小组对该残余物进行分离提纯，得到锰酸钾晶体，利用回收的锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气，并设计实验验证氯气化学性质．


（1）打开分液漏斗活塞及弹簧夹2，观察到烧瓶壁有紫红色物质生成并逐渐消失，黄绿色气体充满烧瓶．反应结束后，烧瓶内有黑色固体残余，写出过程中发生的化学反应方程式：3K2MnO4+4HCl（浓盐酸）=2KMnO4+4KCl+MnO2+2H2O，2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
（2）该小组利用装置C吸收氯气制备漂白粉．
①C中盛装的试剂为石灰乳
②陶瓷多孔球泡的作用是增大气体接触面积，使氯气吸收更充分
（3）测定漂白粉有效成分的质量分数：称取1.5g所制漂白粉配成溶液，调节pH值并加入指示剂，用0.1000mol/LKI溶液进行滴定，三次平行实验平均每次消耗20.00ml标准液时达到滴定终点，反应原理涉及到的方程式为：3ClO-+I-=3Cl-+IO3-      IO3-+5I-+3H2O=6OH-+3I2
①所选的指示剂为淀粉，达到滴定终点的标志是最后一滴标准液滴下时，溶液变为浅蓝色，振荡半分钟不褪色
②该漂白粉中有效成分的质量分数为14.3%
（4）打开分液漏斗活塞及弹簧夹1，可观察到D中的现象为出现白色沉淀，
该现象能够证明氯气有氧化性．甲同学认为取D中反应后溶液，滴加硝酸酸化的硝酸银，若有白色沉淀产生，也能证明氯气氧化了亚硫酸氢钡，你认为是否正确并说明理由不正确，氯气与水反应也生成氯离子，不能证明溶液中的氯离子一定是氯气氧化亚硫酸氢钡所得产物．

分析 A装置产生氯气，饱和氯化钠溶液的作用是吸收氯气中的氯化氢气体，并降低氯气在水中的溶解度，C是制备漂白粉，D是验证氯气具有氧化性，氢氧化钠是吸收尾气，据此分析．
（1）锰酸钾（K2MnO4）具有强氧化性，与浓盐酸反应观察到烧瓶壁有紫红色物质生成，该物质为高锰酸钾，锰元素的化合价在升高，根据K2MnO4中的化合价为+6价，处于中间价态，推测出在反应中既作氧化剂又作还原剂，再结合烧瓶内有黑色固体残余，联想到二氧化锰写出第一个方程式；第二个反应是高锰酸钾与浓盐酸反应产生氯气、氯化锰、氯化钾、水；
（2）①用石灰乳与氯气制备漂白粉；
②陶瓷多孔球泡的作用是增大气体接触面积，使氯气吸收更充分；
（3）①反应产物有碘单质生成，用淀粉作指示剂，最后一滴标准液滴下时，溶液变为浅蓝色，振荡半分钟不褪色，则达到终点；
②先根据反应离子方程式确定出ClO-与I-的关系，计算次氯酸钙的质量，再根据质量分数公式计算；
（4）打开分液漏斗活塞及弹簧夹1，氯气将亚硫酸氢钡氧化成硫酸钡沉淀；取D中反应后溶液，滴加硝酸酸化的硝酸银，若有白色沉淀产生，不能证明氯气氧化了亚硫酸氢钡，因为氯气与水反应也生成氯离子，不能证明溶液中的氯离子一定是氯气氧化亚硫酸氢钡所得产物．

解答 解：A装置产生氯气，饱和氯化钠溶液的作用是吸收氯气中的氯化氢气体，并降低氯气在水中的溶解度，C是制备漂白粉，D是验证氯气具有氧化性，氢氧化钠是吸收尾气，据此分析．
（1）锰酸钾（K2MnO4）具有强氧化性，与浓盐酸反应观察到烧瓶壁有紫红色物质生成，该物质为高锰酸钾，锰元素的化合价在升高，根据K2MnO4中的化合价为+6价，处于中间价态，推测出在反应中既作氧化剂又作还原剂，再结合烧瓶内有黑色固体残余，联想到二氧化锰写出反应方程式为：3K2MnO4+4HCl（浓盐酸）=2KMnO4+4KCl+MnO2+2H2O；第二个反应是高锰酸钾与浓盐酸反应产生氯气、氯化锰、氯化钾、水，方程式为：2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，
故答案为：3K2MnO4+4HCl（浓盐酸）=2KMnO4+4KCl+MnO2+2H2O，2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；
（2）①用石灰乳与氯气制备漂白粉，
故答案为：石灰乳；
②陶瓷多孔球泡的作用是增大气体接触面积，使氯气吸收更充分，
故答案为：增大气体接触面积，使氯气吸收更充分；
（3）①反应产物有碘单质生成，用淀粉作指示剂，最后一滴标准液滴下时，溶液变为浅蓝色，振荡半分钟不褪色，则达到终点，
故答案为：淀粉；最后一滴标准液滴下时，溶液变为浅蓝色，振荡半分钟不褪色；
②先根据反应离子方程式确定出ClO-与I-的关系，
3ClO-+I-=3Cl-+IO3-①；IO3-+5I-+3H2O=6OH-+3I2②
将方程式①+②得：ClO-+2I-+H2O=Cl-+2OH-+I2
每次实验消耗KI溶液的体积为20.00mL，设次氯酸根离子的物质的量为x，
ClO-+2I-+H2O=Cl-+2OH-+I2
1mol 2mol
x    0.1000mol•L-1×0.020L
所以x=0.001mol
每次实验次氯酸钙的质量为：143g/mol×0.001mol×0.5=0.0715g，三次实验总质量为0.0715g×3=0.2145g，
所以质量分数为：$\frac{0.2145g}{1.5g}$×100%=14.3%，
故答案为：14.3%；
（4）打开分液漏斗活塞及弹簧夹1，氯气将亚硫酸氢钡氧化成硫酸钡沉淀；取D中反应后溶液，滴加硝酸酸化的硝酸银，若有白色沉淀产生，不能证明氯气氧化了亚硫酸氢钡，因为氯气与水反应也生成氯离子，不能证明溶液中的氯离子一定是氯气氧化亚硫酸氢钡所得产物，
故答案为：出现白色沉淀；不正确，氯气与水反应也生成氯离子，不能证明溶液中的氯离子一定是氯气氧化亚硫酸氢钡所得产物．

点评 本题考查了氯气的性质及实验的设计，难度较大，易错点第（1）题方程式的书写，会根据信息用氧化还原反应的规律进行推断，易错点第（3）题，注意ClO-为0.001mol时，Ca（ClO）2的物质的量为0.001mol×0.5，三次平行实验漂白粉的总量是1.5g，题中没有明确将1.5g所制漂白粉配成溶液后分成三等份，注意审题．

练习册系列答案
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19．相关数据如表：
H2（g）Br2（g）HBr（g）
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ436200369
则已知H2（g）+Br2（g）=2HBr （g）△H 为（　　）
A．△H=+102kJ/molB．△H=-102kJ/molC．△H=+267kJ/molD．△H=-267kJ/mol
11．下列叙述正确的是（　　）
A．汽油、柴油和地沟油都是碳氢化合物
B．石油的分馏和煤的干馏都是化学变化
C．苯环内含有碳碳单键和碳碳双键
D．纤维素、淀粉、蛋白质在一定条件下都能发生水解反应
8．天津港“8•12”危化仓库爆炸，造成生命、财产重大损失，下列物质与危险化学品标志的对应关系不正确的是
（　　）
ABCD
乙醇天然气浓硫酸氢氧化钠
A．AB．BC．CD．D
15．现有常温时浓度相同的五种电解质溶液：①CH3COOH   ②Na2CO3  ③HNO3④CH3COONa   ⑤NaOH
（1）五种溶质中是弱电解质的是①（填编号），若常温时该弱电解质电离常数为K，1mol/L的该溶液中c（H+）约为$\sqrt{K}$mol/L（用K表示）
（2）④溶液中离子与分子共6种（包括水分子）．
（3）这五种溶液的pH由小到大的顺序是③＜①＜④＜②＜⑤（填编号）．
（4）将 CH3COONa溶液稀释100倍时，其pH变化如图中B曲线（填字母）．
5．二氯亚砜（SOCl2）是一种无色易挥发液体，熔点-105℃，沸点79℃，140℃以上易分解，遇水剧烈反应生成SO2与HCl，常用作脱水剂．
（1）SOCl2遇水发生反应的化学方程式SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑．
（2）甲同学用下图装置制取无水ZnCl2，回收剩余的SOCl2并验证生成物中含有SO2（夹持及加热装置略）：

①装置的连接顺序为A→B→D→F→E→C．
②搅拌的作用是增大接触面积，加快脱水速率，适合A的加热方式是水浴加热，冷凝管的进水口是b．（填“a”或“b”）
③一段时间后，F中观察到的现象是品红溶液褪色，C中新增的阴离子可能有SO32-、Cl-、HSO3-．
④实验结束后，为检测ZnCl2•xH2O是否完全脱水，称取蒸干后的固体a g溶于水，加入足量稀硝酸和硝酸银溶液，过滤，洗涤，干燥，称得固体为bg，若$\frac{b}{a}$=2.1（保留一位小数），即可证明ZnCl2•xH2O已完全脱水．
⑤乙同学认为直接将ZnCl2•xH2O置于坩埚中加热即可得到无水ZnCl2，你认为这种方法是否可行，并说明原因：不可行，因为ZnCl2加热时水解．
（3）若用SOCl2作FeCl3•6H2O的脱水剂，设计实验证明脱水时发生了氧化还原反应．
实验方案如下：取少量FeCl3•6H2O于试管中，加入过量SOCl2，振荡；方法一：往试管中加水溶解，滴加BaCl2溶液，若生成白色沉淀，则证明脱水过程发生了氧化还原反应；
方法二：往试管中加水溶解，滴加KSCN溶液，若没有明显现象，则证明脱水过程发生了氧化还原反应；
方法三：往试管中加水溶解，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，若生成蓝色沉淀，则证明脱水过程发生了氧化还原反应．．
12．乙醚是化工生产中重要的溶剂，也用作药物生产的萃取剂和医疗上的麻醉剂．实验室通过乙醇脱水制备：
【原理】2CH3CH2OH$→_{140℃}^{浓硫酸}$CH3CH2OCH2CH3+H2O （170℃时产生CH2=CH2，长时间加热还会发生脱水、氧化还原反应等）
【主要物质物理性质】
物质熔点℃沸点℃溶解性
水醇醚
浓H2SO410.35340互溶互溶互溶
乙醚-89.1234.5微溶（在盐溶液中溶解度降低）互溶互溶
乙醇-114.578.4极易溶极易溶极易溶
【装置】

【实验步骤】
I、加浓硫酸和95%乙醇各12mL于三颈瓶中，并将三颈瓶浸入冰水中冷却，将25mL95%乙醇加入滴液漏斗，组装好仪器．
Ⅱ、加热三颈瓶，使反应瓶温度迅速上升到140℃，然后开始慢慢滴加乙醇，控制合适的滴加速度，维持反应温度在135～145℃．
Ⅲ、反应停止后，去掉热源，得粗产品．
Ⅳ、将粗产品转入仪器A，依次用8mL5%NaOH溶液、8mL试剂B、8mL（两次）饱和CaCl2溶液洗涤．
Ⅴ、处理后的粗产品最后用无水氯化钙干燥至澄清，经操作C得到16.8g乙醚．
请回答：
（1）在步骤I中，向三颈瓶中加乙醇和浓硫酸的顺序是先加乙醇，再加浓硫酸．
（2）比较改进装置中两根冷凝管中水温的高低，如果用橡皮管将一个冷凝管的出水口接到另外一个冷凝管的进水口，有关说法和操作方法最合理的是B．
A、冷凝管1的水温相对高，水流方向为a→b→d→c
B、冷凝管1的水温相对高，水流方向为d→c→a→b
C、冷凝管2的水温相对高，水流方向为a→b→d→c
D、冷凝管2的水温相对高，水流方向为d→c→a→b
（3）反应过程中发现温度计1正常，温度计2的读数比预计温度高，为保证实验成功，可进行的操作是D．
A、适当加快滴液漏斗中乙醇的滴加速度
B、降低加热装置的加热温度
C、将温度计2拔高一点
D、加快冷凝管中水的流速
（4）改进装置能将产率提高50%，传统装置产率低的主要原因是传统装置中乙醇被大量蒸出，降低了产率．
（5）在步骤IV中，仪器A的名称是分液漏斗．
（6）在步骤IV中，用NaOH溶液时为了除去二氧化硫、二氧化碳，然后用试剂B洗涤NaOH，以免跟CaCl2产生沉淀，试剂B最好是饱和NaCl溶液（“乙醇”、“蒸馏”、“饱和NaCl”溶液）．
9．下列反应的离子方程式书写正确的是（　　）
A．Ca（HCO3）2与过量NaOH溶液反应：Ca2++HCO3-+OH-═CaCO3↓+H2O
B．向AgCl悬浊液中加入KI溶液：AgCl（s）+I-（aq）═AgI（s）+Cl-（aq）
C．实验室保存的氯化亚铁溶液在空气中被氧化：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O
D．饱和Na2CO3溶液吸收少量HCl尾气：CO32-+2H+═H2O+CO2↑
10．石蜡油（17个碳原子以上的液态烷烃混合物）的分解实验装置如图所示（部分仪器已忽略）．在试管①中加入石蜡油和氧化铝（催化石蜡分解）；试管②放在冷水中，试管③中加入溴水．
实验现象：
试管①加热一段时间后，可以看到试管内液体沸腾；试管②中有少量液体凝结，闻到汽油的气味，往液体中滴加几滴高锰酸钾酸性溶液颜色褪去．根据实验现象回答下列问题：
（1）装置A的作用是防止试管③中液体倒吸回试管②中（或用作安全瓶）
（2）试管①中发生的主要反应有：
C17H36$→_{△}^{催化剂}$C8H18+C9H18  C8H18$→_{△}^{催化剂}$C4H10+C4H8
丁烷可进一步裂解，除得到甲烷和乙烷外，还可以得到另两种有机物，它们的结构简式为
CH2=CH-CH3、CH2=CH2，这两种有机物混合后在一定条件下可聚合成高分子化合物，其可能结构为AC（答案可能不止一个，下同）
A．B．
C．D．
（3）写出试管③中反应的一个化学方程式CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br（或写CH3CH=CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br）．

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