Question

在實驗室里可用如圖1所示裝置制取氯酸鉀、次氯酸鈉和探究氯水的性質．
圖1中：①為氯氣發生裝置；②的試管里盛有15mL 30% KOH溶液，并置于水浴中；③的試管里盛有15mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；④的試管里加有紫色石蕊試液；⑤為尾氣吸收裝置．請填寫下列空白：

（1）裝置①是氯氣發生裝置，蒸餾燒瓶中盛放MnO₂固體，其反應的化學方程式為    ．
（2）如果實驗室中MnO₂用完了，則下列物質可能可以用來代替MnO₂制Cl₂的是：    ．（已知氧化性強弱順序為：NaBiO₃＞PbO₂＞MnO₂＞Na₂O₂＞FeCl₃）
A．NaBiO₃     B．FeCl₃     C．PbO₂     D．Na₂O₂
（3）比較制取氯酸鉀和次氯酸鈉的條件，二者的差異是：①    ； ②    ．
（4）反應完畢經冷卻后，②的試管中有大量晶體析出．如圖2中符合該晶體溶解度曲線的是    （填寫編號字母）；從②的試管中分離出該晶體的方法是    （填寫實驗操作名稱）．
（5）根據④的試管里紫色石蕊試液的顏色變化可否證明氯氣的強氧化性    ．為什么？    ．
（6）若②的試管溶液中不但有KClO₃生成還有KClO生成，且二者的物質的量之比為1：2，則該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為：    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）在加熱的條件下，二氧化錳和濃鹽酸反應生成氯氣、氯化錳和水；
（2）用來代替MnO₂制Cl₂的物質應具有強氧化性，注意不能和氯氣反應生成其它物質；
（3）在加熱條件下，氯氣與濃KOH溶液反應生成氯酸鉀，在常溫以下，氯氣與稀NaOH溶液反應生成次氯酸鈉；
（4）溶質的溶解度隨溫度的降低而降低；
（5）氯氣和水反應生成次氯酸，次氯酸的氧化性比氯氣強；
（6）根據氧化劑和還原劑之間得失電子數目相等計算．
解答：解：（1）在加熱的條件下，二氧化錳把濃鹽酸氧化，生成氯氣，
反應的化學方程式是MnO₂+4HCl（濃）MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）已知氧化性強弱順序為：NaBiO₃＞PbO₂＞MnO₂＞Na₂O₂＞FeCl₃，則可選用NaBiO₃、PbO₂，
由于過氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉，與氯氣反應，不能選用，氯化鐵氧化性比氯氣弱，不能用于制備氯氣，
故答案為：A、C；
（3）根據題中信息可知，在加熱條件下，氯氣與濃KOH溶液反應生成氯酸鉀，在常溫以下，氯氣與稀NaOH溶液反應生成次氯酸鈉，二者反應的濃度和溫度都不相同，
故答案為：①制取溫度不同；②制取時堿的濃度也不同；
（4）反應完畢經冷卻后，②的試管中有大量晶體析出，說明溶質的溶解度隨溫度的降低而降低，只有M符合，不溶性固體與液體的分離常采用過濾的方法，
故答案為：M；過濾；
（5）氯氣溶于水生成次氯酸和鹽酸，因為次氯酸具有強氧化性，能把石蕊試液氧化而褪色，不能證明氯氣的強氧化性，
故答案為：不可；石蕊溶液褪色的是因為HClO的強氧化性而不是Cl₂；
（6）若②的試管溶液中不但有KClO₃生成還有KClO生成，且二者的物質的量之比為1：2，設生成1molKClO₃，
2molKClO．則失去電子數目為1×（5-0）+2×（1-0）=7，氯氣被還原生成KCl，則應得到7mol電子，生成7molKCl，5Cl₂+10KOHKClO₃+2KClO+7KCl+5H₂O，該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為7：3，
故答案為：7：3．
點評：該題是中等難度的試題，試題綜合性強，難易適中，有利于培養學生的邏輯推理能力和規范嚴謹的實驗設計能力．該類試題主要是以常見儀器的選用、實驗基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點考查實驗基本操作的規范性和準確及靈活運用知識解決實際問題的能力．