Question

【題目】鹵素單質在堿性溶液中容易發生歧化反應，歧化的產物依反應溫度的不同而不同。

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下圖為制取氯氣、氯酸鉀、次氯酸鈉和檢驗氯氣性質的微型實驗裝置：

裝置中盛裝的藥品如下：

①膠頭滴管中裝有 5 mL 濃鹽酸；②微型具支試管中裝有 1.5 g KMnO4；③微型具支試管中裝有 2～3 mL 濃硫酸；④U 形反應管中裝有 30% KOH 溶液；⑤U 形反應管中裝有 2 mol·L－1 NaOH 溶液；⑥、⑦雙 U 形反應管中分別裝有 0.1 mol·L－1 KI－淀粉溶液和 KBr 溶液；⑧尾氣出口用浸有 0.5 mol·L－1 Na2S2O3 溶液的棉花輕輕覆蓋住

（1）檢查整套裝置氣密性的方法是_________。

（2）為了使裝置④⑤中的反應順利完成，應該控制的反應條件分別為_______、_______。

（3）裝置⑥⑦中能夠觀察到的實驗現象分別是_________， _______。

（4）如果把裝置⑥⑦中的試劑互換位置，則______（填“能”或“不能”）證明氧化性 Cl2＞I2，理由是________。

（5）已知氯酸鉀和氯化鉀的溶解度曲線如圖所示，反應結束后，從裝置④所得溶液中提取氯酸鉀晶體的實驗操作是________。

（6）尾氣處理時 Cl2 發生反應的離子方程式為_________。

（7）選擇微型實驗裝置的優點有____________（任答兩點）。

Answer 1

【答案】連接好實驗裝置，由⑧導管向⑦裝置中加水，若能形成一段穩定的水柱，則裝置的氣密性良好 裝置④放入348K熱水浴中 裝置⑤放入冰水浴中 裝置⑥中溶液變藍 裝置⑦中溶液變成橙色 能 Cl2與KBr反應生成的Br2，氧化性Cl2＞Br2，Cl2與揮發出來的Br2均可與KI反應，氧化性Br2＞I2或Cl2＞I2，均可證明氧化性Cl2＞I2 蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾（洗滌、干燥） S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+ 簡化實驗裝置、節約成本；試劑用量少、能源消耗少；節省空間，縮短實驗時間；減少污染等

【解析】

(1)連接好實驗裝置，可用液差法檢查整套裝置的氣密性，具體方法為：連接好實驗裝置，由⑧導管向⑦裝置中加水，若能形成一段穩定的水柱，則裝置的氣密性良好；

(2)④U形反應管中裝有30%KOH溶液，用于制取氯酸鉀，反應溫度是348K，⑤U形反應管中裝有2mol/LNaOH溶液用于制取次氯酸鈉，反應條件是冷水中，所以裝置④放入348K熱水浴中，裝置⑤放入冰水浴中，故答案為：裝置④放入348K熱水浴中；裝置⑤放入冰水浴中；

(3)裝置⑥中KI溶液與Cl2反應生成I2，使淀粉溶液變藍，裝置⑦中KBr溶液與Cl2反應生成Br2，溴水呈橙黃色，故答案為：裝置⑥中溶液變藍；裝置⑦中溶液變成橙色；

(4)如果把裝置⑥、⑦中的試劑互換位置，Cl2與KBr反應生成的Br2揮發出來會與KI反應生成I2，根據氧化性：Cl2＞Br2＞I2，仍然可得到氧化性：Cl2＞I2，不影響實驗結論。故答案為：能；Cl2與KBr反應生成的Br2，氧化性Cl2＞Br2，Cl2與揮發出來的Br2均可與KI反應，氧化性Br2＞I2或Cl2＞I2，均可證明氧化性Cl2＞I2；

(5)根據溶解度曲線，KClO3的溶解度隨溫度的變化較快，KCl的相對平緩，所以析出KClO3晶體可選擇冷卻結晶，使KCl析出少或不析出，最后過濾、洗滌、干燥得到KClO3晶體，故答案為：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾；

(6)尾氣處理時，Na2S2O3和Cl2發生氧化還原反應生成Na2SO4和NaCl，反應的離子方程式為S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+，故答案為：S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+；

(7)微型實驗裝置可簡化實驗裝置、節約成本；試劑用量少、能源消耗少；節省空間，縮短實驗時間，減少污染等，故答案為：簡化實驗裝置、節約成本；(或試劑用量少、能源消耗少；或節省空間，縮短實驗時間，減少污染等)。