Question

9．常溫下，KMnO₄固體和濃鹽酸反應產生氯氣．為驗證鹵素單質氧化性的相對強弱，某小組用下圖所示裝置進行實驗（夾持儀器已略去，氣密性已檢驗）?

實驗過程：
Ⅰ．打開彈簧夾，打開活塞
a，滴加濃鹽酸?
Ⅱ．當B和C中的溶液都變
為黃色時，夾緊彈簧夾?
Ⅲ．當B中溶液由黃色變?yōu)?br />棕紅色時，關閉活塞a?
Ⅳ．…
（1）A中產生黃綠色氣體，其電子式是?
（2）驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現(xiàn)象是淀粉KI試紙變藍?
（3）B中溶液發(fā)生反應的離子方程式是Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-?
（4）為驗證溴的氧化性強于碘，過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是：打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關閉活塞b，取下D震蕩．靜至后CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色．
（5）過程Ⅲ實驗的目的是確認C的黃色溶液中無Cl₂，排除Cl₂對溴置換碘實驗的干擾?
（6）氯?溴?碘單質的氧化性逐漸減弱的原因：同主族元素從上到下，電子層數(shù)依次增多，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱?

Answer 1

分析 驗證鹵素單質氧化性的相對強弱，裝置A：高錳酸鉀溶液和濃鹽酸反應生成氯化錳、氯化鉀、氯氣和水，裝置A中生成氯氣，燒瓶上端濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍色，驗證氯氣的氧化性強于碘，裝置B：裝置B中盛有溴化鈉，氯氣進入裝置B中，氯氣氧化溴離子為溴單質，溶液呈橙紅色，驗證氯的氧化性強于溴，氯氣有毒，能被氫氧化鈉吸收，浸有氫氧化鈉的棉花防止氯氣污染空氣，當B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時，夾緊彈簧夾，為驗證溴的氧化性強于碘，實驗時應避免氯氣的干擾，當B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時，說明有大量的溴生成，此時應關閉活塞a，否則氯氣過量，影響實驗結論．
（1）氯氣顏色為黃綠色，高錳酸鉀具有強氧化性，與濃鹽酸反應生成氯氣，氯氣分子中，2個氯原子通過共用一對電子，形成共價鍵；
（2）氯氣氧化性強于單質碘，碘遇淀粉變藍色；
（3）氯氣的氧化性強于溴，將氯氣通入NaBr溶液中會有單質溴生成；
（4）如CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色，則說明有碘生成；
（5）為驗證溴的氧化性強于碘，實驗時應避免氯氣的干擾；
（6）從原子結構（電子層數(shù)、原子半徑）的角度分析．

解答 解：驗證鹵素單質氧化性的相對強弱，裝置A：高錳酸鉀溶液和濃鹽酸反應生成氯化錳、氯化鉀、氯氣和水，裝置A中生成氯氣，燒瓶上端濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍色，驗證氯氣的氧化性強于碘，裝置B：裝置B中盛有溴化鈉，氯氣進入裝置B中，氯氣氧化溴離子為溴單質，溶液呈橙紅色，驗證氯的氧化性強于溴，氯氣有毒，能被氫氧化鈉吸收，浸有氫氧化鈉的棉花防止氯氣污染空氣，當B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時，夾緊彈簧夾，為驗證溴的氧化性強于碘，實驗時應避免氯氣的干擾，當B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時，說明有大量的溴生成，此時應關閉活塞a，否則氯氣過量，影響實驗結論．
（1）黃綠色氣體為氯氣，由高錳酸鉀和濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應生成，氯氣中存在1對氯氯共用電子對，氯原子最外層達到8電子穩(wěn)定結構，電子式為：，
故答案為：；
（2）淀粉變藍色，說明有單質碘生成，說明氯氣氧化性強于單質碘，
故答案為：淀粉KI試紙變藍；
（3）氯氣的氧化性強于溴，將氯氣通入NaBr溶液中會有單質溴生成，發(fā)生反應的離子方程式為：Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-，
故答案為：Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-；
（4）為驗證溴的氧化性強于碘，應將C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，如發(fā)生氧化還原反應，則靜至后CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色，
故答案為：打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關閉活塞b，取下D震蕩．靜至后CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色；
 （5）為驗證溴的氧化性強于碘，實驗時應避免氯氣的干擾，當B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時，說明有大量的溴生成，此時應關閉活塞a，否則氯氣過量，影響實驗結論，
故答案為：確認C的黃色溶液中無Cl₂，排除Cl₂對溴置換碘實驗的干擾；
（6）因同一主族元素，從上到下，電子層數(shù)依次增多，原子半徑逐漸增大，元素的金屬性逐漸增強，得電子能力逐漸減弱，
故答案為：原子半徑逐漸增大．

點評 本題主要考查了鹵素單質氧化性的相對強弱的驗證，根據(jù)實驗現(xiàn)象并用鹵素性質進行解釋是解答關鍵，注意要排除干擾因素的存在，題目難度中等．