Question

【題目】某化學(xué)小組對(duì)鹵素及其化合物的制備和性質(zhì)進(jìn)行如下探究實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答問(wèn)題。

I.探究氯化亞鐵與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物

已知氯化亞鐵的熔點(diǎn)為674℃，沸點(diǎn)為1023℃；三氯化鐵在100℃左右時(shí)升華，極易水解。在500℃條件下氯化亞鐵與氧氣可能發(fā)生下列反應(yīng)：12FeCl2+3O22Fe2O3+8FeCl3，4FeCl2+3O22Fe2O3+4Cl2。該化學(xué)小組選用如圖部分裝置(裝置可以重復(fù)選用)進(jìn)行氯化亞鐵與氧氣反應(yīng)產(chǎn)物的探究。

(1)實(shí)驗(yàn)裝置的合理連接順序?yàn)椋?/span>A→__________→D，裝置E的作用是___________。

(2)D中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_______。

(3)某化學(xué)興趣小組在控制在500℃下發(fā)生反應(yīng)，一段時(shí)間后的產(chǎn)物進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究：

①對(duì)B中反應(yīng)剩余固體的成分開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究，并作出以下兩種假設(shè)：

假設(shè)一：產(chǎn)物為Fe2O3；

假設(shè)二：產(chǎn)物為________(填化學(xué)式)。

以下針對(duì)上述假設(shè)一，展開(kāi)實(shí)驗(yàn)研究，請(qǐng)完善下面表格：

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
取少量固體樣品于一支潔凈的試管中，加入足量的蒸餾水。	______，則假設(shè)一成立，否則，假設(shè)一不成立。

②對(duì)固體產(chǎn)物(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)成分含量進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究：B中反應(yīng)剩余固體的質(zhì)量經(jīng)測(cè)定為m1g ，E中生成物的質(zhì)量經(jīng)測(cè)定為m2g。B中反應(yīng)剩余固體按探究①的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，并最終得到干燥純凈的固體質(zhì)量為m3g。則固體產(chǎn)物中Fe2O3所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______。

Ⅱ.鹵素化合物之間反應(yīng)實(shí)驗(yàn)條件控制探究

(4)室溫下，KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。下面是該小組設(shè)計(jì)的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表：

試管編號(hào)	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-1H2SO4溶液/ mL	0	3.0	6.0	9.0
蒸餾水/mL	9.0	6.0	3.0	0
反應(yīng)完全后，滴加2滴淀粉溶液	無(wú)色	藍(lán)色	藍(lán)色較2淺	無(wú)色

①根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合所學(xué)化學(xué)知識(shí)，下列說(shuō)法正確的是______

A.該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄科渌鼦l件相同時(shí)，酸的濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響

B.實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)4說(shuō)明硫酸濃度太低或太濃，KClO3與KI均不反應(yīng)

C.實(shí)驗(yàn)2的現(xiàn)象說(shuō)明在該硫酸濃度下KClO3將KI氧化為I2

D.實(shí)驗(yàn)3藍(lán)色較2淺的原因是在該硫酸濃度下淀粉部分水解

②2號(hào)試管反應(yīng)完全后，假設(shè)還原產(chǎn)物只有KC1，寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式___________。

Answer 1

【答案】C→B→E→C 收集生成的FeCl3 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O FeCl2、Fe2O3 有不溶性固體，液體為無(wú)色 AC ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O

【解析】

I.A中Na2O2和水反應(yīng)生成O2，由于產(chǎn)物FeCl3極易水解，O2需要干燥，干燥后的O2在B中發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)物中有氯氣，需要進(jìn)行尾氣吸收，而且FeCl3易升華，因此用E進(jìn)行冷凝收集FeCl3，為了防止D中的水蒸氣進(jìn)入E中，E和D之間還需要加入一個(gè)干燥管。

Ⅱ.從表格數(shù)據(jù)來(lái)看，只有硫酸的濃度不同的，因此探究的硫酸的濃度對(duì)反應(yīng)的影響。

(1) A中Na2O2和水反應(yīng)生成O2，由于產(chǎn)物FeCl3極易水解，O2需要干燥，干燥后的O2在B中發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)物中有氯氣，需要進(jìn)行尾氣吸收，而且FeCl3易升華，因此用E進(jìn)行冷凝收集FeCl3，為了防止D中的水蒸氣進(jìn)入E中，E和D之間還需要加入一個(gè)干燥管。因此合理的順序?yàn)?/span>A→C→B→E→C→D；E的作用是收集生成的FeCl3；

(2)產(chǎn)物中有Cl2，是有毒氣體，用NaOH進(jìn)行尾氣吸收，離子方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；

(3) ①一段時(shí)間后，由于FeCl3易升華，在E中被收集到，因此B中剩余的固體是鐵的氧化物，除了Fe2O3，還可能有剩余的反應(yīng)物FeCl2；產(chǎn)物為FeCl2、Fe2O3；

取少量固體溶于水中， Fe2O3不溶于水，FeCl2溶于水，溶液呈淺綠色，現(xiàn)結(jié)論是假設(shè)一成立，說(shuō)明沒(méi)有FeCl2，只有Fe2O3，則說(shuō)明有不溶性固體，且溶液為無(wú)色；

②經(jīng)過(guò)探究①知道，固體只有Fe2O3，根據(jù)反應(yīng)方程式，固體產(chǎn)物只有FeCl3和Fe2O3，則固體產(chǎn)物中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為；

Ⅱ.①從表格數(shù)據(jù)來(lái)看，只有硫酸的濃度不同的，因此探究的硫酸的濃度對(duì)反應(yīng)的影響。

試管1中，加入淀粉無(wú)色，說(shuō)明沒(méi)有反應(yīng)；試管2和3中都有變色，說(shuō)明有I2生成，試管4中無(wú)色，但是結(jié)合試管2和3，濃度變大了，但是顏色變淺，說(shuō)明發(fā)生了反應(yīng)，但是產(chǎn)物不是I2。

A、表格數(shù)據(jù)中，只有硫酸的濃度不同，因此該實(shí)驗(yàn)酸的濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響，A正確；

B、試管4中無(wú)色，但是結(jié)合試管2和3，說(shuō)明發(fā)生了反應(yīng)，但是產(chǎn)物不是I2，B錯(cuò)誤；

C、試管2中，反應(yīng)后加入淀粉，溶液變藍(lán)色，說(shuō)明有碘單質(zhì)生成，說(shuō)明KClO3將KI氧化為I2，C正確；

D、如果變淺的原因是淀粉部分水解，那么試管4中也會(huì)有碘單質(zhì)生成，現(xiàn)象也為藍(lán)色，但是試管4中為無(wú)色，說(shuō)明并不是淀粉水解，D錯(cuò)誤；

答案選AC；

②取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍(lán)色說(shuō)明有碘單質(zhì)生成，假設(shè)氧化產(chǎn)物唯一，還原產(chǎn)物為氯化鉀，Cl（+5→-1）I（-1→0），根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子守恒和原子守恒，該反應(yīng)的離子方程式為：ClO3－+6I－+6H＋=Cl－+3I2+3H2O。