Question

【題目】某化學(xué)興趣小組進(jìn)行有關(guān)鹵素及其化合物的制備和性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)同學(xué)們參與他們的實(shí)驗(yàn)并回答下列問(wèn)題。

【實(shí)驗(yàn)一】氯氣的制備與性質(zhì)

(1)用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)制備純凈、干燥的氯氣，并完成它與金屬鐵的反應(yīng)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元裝置，其中有錯(cuò)誤的是_____（填字母序號(hào)）。

A.只有②和④ B.只有② C.只有①和③ D.②③④

【實(shí)驗(yàn)二】鹵素化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究

已知氯化亞鐵的熔點(diǎn)674℃、沸點(diǎn)1023℃；三氯化鐵在100℃左右時(shí)升華，易溶于水并且有強(qiáng)烈的吸水性。在500℃條件下氯化亞鐵與氧氣可能發(fā)生多種反應(yīng)，如：12FeCl2+3O22Fe2O3+8FeCl3、4FeCl2+3O22Fe2O3+4Cl2等。該興趣小組選用以下部分裝置（夾持裝置省略，裝置不可重復(fù)選用）進(jìn)行氯化亞鐵與氧氣反應(yīng)產(chǎn)物的探究。

(2)實(shí)驗(yàn)裝置的合理連接順序?yàn)椋篈→____________→F。

(3)A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。

(4)當(dāng)加熱裝置中充分反應(yīng)后，余下的固體是_________；本套實(shí)驗(yàn)裝置的主要缺點(diǎn)是_____________。

(5)利用反應(yīng)生成的FeCl3設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明Fe(OH)3是弱堿，實(shí)驗(yàn)方案為____________。

【實(shí)驗(yàn)三】鹵素化合物反應(yīng)實(shí)驗(yàn)條件控制探究

(6)在不同實(shí)驗(yàn)條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn)來(lái)研究反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)物的影響，其中某一實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄如下(實(shí)驗(yàn)控制在室溫下進(jìn)行)：

試管標(biāo)號(hào)	1	2	3	4
0.20mol·L-1KI溶液/mL	1.0	1.0	1.0	1.0
KClO3(s)/g	0.10	0.10	0.10	0.10
6.0mol/L-1H2SO4/mL	0	3.0	6.0	9.0
蒸餾水/mL	9.0	6.0	3.0	0
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

①該組實(shí)驗(yàn)的目的是________________________。

②設(shè)計(jì)1號(hào)試管實(shí)驗(yàn)的作用是_______________________。

③若2號(hào)試管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為“反應(yīng)后溶液呈黃色”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍(lán)色；假設(shè)氧化產(chǎn)物唯一，還原產(chǎn)物為KCl，則此反應(yīng)的離子方程式為__________________。

Answer 1

【答案】 D D(E)→B→G→E(D) 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ Fe3O4或氧化鐵 B的出氣導(dǎo)管和G的進(jìn)氣導(dǎo)管容易被氯化鐵固體堵塞 取少量氯化鐵固體加水溶解，用pH試紙（或pH計(jì)）測(cè)得溶液顯酸性。 研究反應(yīng)體現(xiàn)的酸堿度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響（探究硫酸的濃度對(duì)反應(yīng)的影響或探究溶液酸性的強(qiáng)弱對(duì)反應(yīng)的影響） 用作對(duì)照實(shí)驗(yàn) ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O

【解析】(1)制備的Cl2要先用飽和食鹽水除去HCl氣體，再通過(guò)濃硫酸干燥，再通入金屬，②中試劑用的NaOH溶液，錯(cuò)誤；③中導(dǎo)氣管應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出，錯(cuò)誤；④不能密封故選D；(2)A制備O2，BFeCl2與O2反應(yīng)，C密封，不合理，D干燥除去水蒸氣，E干燥，防止外部空氣中的水蒸汽進(jìn)入反應(yīng)裝置，F(xiàn)可用于除去尾氣，故實(shí)驗(yàn)裝置的合理連接順序?yàn)椋篈→ D(E)→B→G→E(D)→F；(3)A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；(4)反應(yīng)生成的氧氣濃度高，根據(jù)信息在500℃條件下氯化亞鐵與氧氣可能發(fā)生多種反應(yīng)，當(dāng)加熱裝置中充分反應(yīng)后，余下的固體是Fe3O4或氧化鐵；三氯化鐵在100℃左右時(shí)升華，冷卻后易形成固體，本套實(shí)驗(yàn)裝置的主要缺點(diǎn)是B的出氣導(dǎo)管和G的進(jìn)氣導(dǎo)管容易被氯化鐵固體堵塞。(5)利用反應(yīng)生成的FeCl3設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明Fe(OH)3是弱堿，可以利用FeCl3是強(qiáng)酸弱堿鹽，水解之后呈酸性，具體操作為：取少量氯化鐵固體加水溶解，用pH試紙（或pH計(jì)）測(cè)得溶液顯酸性。(6)①?gòu)谋碇袛?shù)據(jù)可以看出：0.20mol·L-1KI溶液的體積均相同，KClO3(s)的質(zhì)量相同，H2SO4溶液和蒸餾水多少在變化，但H2SO4溶液和蒸餾水的總體積相同，所以該組實(shí)驗(yàn)的目的是研究反應(yīng)體現(xiàn)的酸堿度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響（探究硫酸的濃度對(duì)反應(yīng)的影響或探究溶液酸性的強(qiáng)弱對(duì)反應(yīng)的影響）②1號(hào)試管里沒(méi)有加酸，設(shè)計(jì)1號(hào)試管實(shí)驗(yàn)的作用是用作對(duì)照實(shí)驗(yàn)；③加入淀粉溶液顯藍(lán)色，說(shuō)明I―被氧化，此反應(yīng)的離子方程式為 ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。