Question

【題目】為了更深刻地認識鹵素的性質，某化學小組對鹵素及其化合物的制備和性質進行如下探究實驗，根據實驗回答問題。

[實驗一]氯氣的制取

（1）該小組擬用下圖實驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣，并完成與金屬鐵的反應(夾持儀器略去，下同)。每個虛線框表示一個單元裝置，請用文字描述將下列裝置的錯誤之處改正___________。

[實驗二]探究氯化亞鐵與氧氣反應的產物

已知氯化亞鐵的熔點為674℃，沸點為1023℃；三氯化鐵在100℃左右時升華，極易水解。在500℃條件下氯化亞鐵與氧氣可能發生下列反應，12FeCl2+3O22Fe2O3+8FeCl3、4FeCl2+3O22Fe2O3+4Cl2，該化學小組選用下圖部分裝置(裝置可以重復選用)進行氯化亞鐵與氧氣反應產物的探究。

（2）實驗裝置的合理連接順序為：A→_____________→E。

（3）假設加熱裝置中的完全反應，則反應后剩余固體的化學式是_______________。請設計實驗方案驗證你的假設____________________。

（4）簡述將F中的固體配成溶液的操作方法__________________。

[實驗三]鹵素化合物之間反應實驗條件控制探究

（5）在不同實驗條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。下面是該小組設計的一組實驗數據記錄表(實驗控制在室溫下進行)：

試管標號	1	2	3	4
0.20 mol· L-1KI 溶液/mL	1.0	1.0	1.0	1.0
KClO3(s)/g	0. 10	0. 10	0.10	0.10
6.0 mol· L-1 H2SO4溶液/mL	0	3.0	6.0	9.0
蒸餾水/mL	9.0	6.0	3.0	0
實驗現象

①該組實驗的目的是_______________。

②2號試管反應完全后，取少量2號試管中的溶液滴加淀粉溶液后顯藍色，假設還原產物只有KCl，寫出反應的離子方程式____________________。

Answer 1

【答案】 ②中試劑換為飽和氯化鈉溶液，③中導管改為長進短出，④中試管口加一出氣導管 D→B→F→D Fe2O3 取樣少許加入稀鹽酸使其完全溶解，再加入幾滴KSCN溶液，呈現紅色 先把F中的固體溶解于濃鹽酸中，然后加水稀釋 探究其他條件相同時，酸度對反應產物的影響 ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O

【解析】試題分析：本題考查Cl2的實驗室制備和Cl2的性質、FeCl2與O2反應產物的探究、物質的檢驗和鹽類水解的應用、鹵素化合物之間反應條件的探究。

（1）裝置①中發生的反應為2KMnO4+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，由于鹽酸具有揮發性，制得的Cl2中混有HCl（g）和H2O（g）。裝置②中試劑用于除去HCl（g），NaOH溶液不僅吸收HCl（g）而且吸收Cl2，應將裝置②中NaOH溶液改為飽和食鹽水（或飽和氯化鈉溶液）；裝置③中濃H2SO4用于干燥Cl2，應將裝置③中導管改為長進短出；裝置④密封會造成裝置中氣體壓強過大，裝置④試管口加一出氣導管。

（2）裝置A中Na2O2與水反應生成NaOH和O2，裝置A制得的O2中混有H2O（g）；根據可能的反應原理：12FeCl2+3O22Fe2O3+8FeCl3、4FeCl2+3O22Fe2O3+4Cl2，FeCl2與O2反應的產物可能有Fe2O3、FeCl3、Cl2，反應溫度為500℃，FeCl3在100℃左右時升華且極易水解，用F裝置收集FeCl3，FeCl2與O2反應的裝置前和收集FeCl3的裝置后都必須使用干燥裝置，則實驗裝置的合理連接順序為A（制備O2）→D（干燥O2）→B（實現O2與FeCl2反應）→F（用冰鹽水冷卻收集FeCl3）→D（防止E中水蒸氣進入F中使FeCl3水解）→E（吸收尾氣）。

（3）假設加熱裝置中的完全反應，由于FeCl3100℃左右時升華，反應后剩余固體的化學式是Fe2O3。要證明固體為Fe2O3，證明固體中含+3價Fe即可，設計的實驗方案是：取樣少許加入稀鹽酸使其完全溶解，再加入幾滴KSCN溶液，溶液呈現紅色。

（4）裝置F中用冰鹽水冷卻收集FeCl3，由于FeCl3極易水解，配制FeCl3溶液需要加入鹽酸抑制FeCl3的水解。F中的固體配成溶液的操作方法：先把F中的固體溶解于濃鹽酸中，然后加水稀釋。

（5）①4支試管在室溫下進行反應，對比各試管中所加物質，可見4支試管中KI、KClO3的濃度相同，H2SO4的濃度不同，該組實驗的目的是：探究其他條件相同時，酸度對反應產物的影響。

②2號試管反應完全后，取少量2號試管中的溶液滴加淀粉溶液后顯藍色，即KI被氧化成I2，假設還原產物只有KCl，可寫出反應：ClO3-+I-+H+→Cl-+I2+H2O，反應中Cl元素的化合價由+5價降至-1價，I元素的化合價由-1價升至0價，根據得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，反應的離子方程式為ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。