Question

【題目】某化學興趣小組利用如圖1實驗裝置進行制取氯酸鉀和驗證元素的非金屬性相對強弱的實驗。已知氯氣在加熱條件下與氫氧化鉀反應生成氯酸鉀、水和氯化鉀。

（1）A裝置中反應的離子方程式為_______，B裝置中反應的離子方程式為_______，B裝置采用水浴加熱的優點是_______。

（2）若對調B和C裝置的位置，_____(填“能”或“不能”)提高B中氯酸鉀的產率。

（3）驗證非金屬性：Cl＞I的實驗現象是_______，該裝置______(填“能”或“不能”)驗證非金屬性：Cl＞Br＞I。

（4）利用如圖2裝置驗證非金屬性：C＞Si，B中加Na2CO3，C中加Na2SiO3溶液，A中應該加入_____，C中反應的化學方程式：_____，D裝置的作用是______。

Answer 1

【答案】MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑ 3Cl2＋6OH－＝ClO3-＋5Cl－＋3H2O 受熱均勻，便于控制溫度 能 C裝置內溶液變藍色 不能 稀硫酸 CO2＋Na2SiO3＋H2O＝H2SiO3↓＋Na2CO3 防止倒吸

【解析】

A裝置：用濃鹽酸和二氧化錳加熱制取氯氣，B裝置：盛放氫氧化鉀溶液，氯氣和熱堿反應，生成氯酸鉀，C裝置：盛放淀粉碘化鉀溶液，氯氣與KI溶液反應，生成碘單質，碘單質與淀粉作用顯示藍色，D裝置：Cl2＋2Br－＝Br2＋2Cl－，氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，用盛有NaOH溶液的E裝置吸收尾氣。

（1）實驗室用濃鹽酸和二氧化錳加熱制取氯氣，反應方程式為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，離子方程式為：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑，氯氣與熱的KOH溶液發生反應3Cl2＋6KOH(濃)＝5KCl＋KClO3＋3H2O，反應的離子方程式為3Cl2＋6OH－＝ClO3-＋5Cl－＋3H2O；反應的溫度不超過100度的反應條件，直接加熱溫度過高，反應溫度難以控制，水浴加熱，反應的溫度很好控制，受熱均勻，故答案為：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑；3Cl2＋6OH－＝ClO3-＋5Cl－＋3H2O；受熱均勻，便于控制溫度。

（2）實驗室用二氧化錳和濃鹽酸制取氯氣，制得的氯氣中含有氯化氫，HCl極易溶于水，能和KOH反應生成KCl雜質，若對調B和C裝置，可以除去氯化氫雜質，能提高B中氯酸鉀的產率，故答案為：能。

（3）氧化還原反應中，氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性，裝置C中，氯氣把碘離子置換成單質碘，Cl2＋I－＝I2＋2Cl－，碘遇淀粉變藍，驗證非金屬性Cl＞I，因該裝置中沒有溴單質與碘鹽的置換反應，所以無法證明非金屬性Br＞I，故答案為：C裝置內溶液變藍色，不能。

（4）錐形瓶中加碳酸鈉，A中液體和碳酸鈉反應生成CO2，根據強酸制弱酸的原理，且由于鹽酸和硝酸易揮發，也能與硅酸鈉溶液反應生成硅酸，所以應選用難揮發的稀硫酸，CO2氣體通入硅酸鈉溶液生成硅酸沉淀，反應方程式為CO2＋Na2SiO3＋H2O＝H2SiO3↓＋Na2CO3，球形干燥管能夠防止倒吸，可以避免C中液體進入錐形瓶中，故答案為：稀硫酸，CO2＋Na2SiO3＋H2O＝H2SiO3↓＋Na2CO3，防止倒吸。