Question

7．三氯化碘（ICl₃，I的化合價為+3價）在藥物合成中用途廣泛，其熔點：33℃，沸點：73℃，實驗室可用如圖裝置制取ICl₃．

（1）制備氯氣選用的藥品為漂白精固體（主要成分為Ca（ClO）₂）和濃鹽酸，相關(guān)反應的化學方程式為：
Ca（ClO）₂+4HCl（濃）=CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O；試劑X為飽和食鹽水、Y為堿石灰；
（2）裝置B可用于除雜，也是安全瓶，能監(jiān)測實驗進行時裝置C中是否發(fā)生堵塞，請寫出發(fā)生堵塞時B中的現(xiàn)象瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升；
（3）某同學欲測定ICl₃樣品中ICl₃的純度，他準確稱取ICl₃樣品10.0g于燒杯中，加入適量水和過量KI晶體，充分反應：ICl₃+3KI═2I₂+3KCl（樣品中雜質(zhì)不反應）．將所得溶液配置成100mL待測液．取25.00mL待測液，用2.0mol/L的Na₂S₂O₃標準液滴定（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），以淀粉溶液作指示劑，達到終點時的現(xiàn)象為當加入最后一滴標準液時，溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不恢復藍色；重復滴定，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

滴定次數(shù)	待測液體積/mL	Na2S2O3標準液體積/mL
		滴定前讀數(shù)（mL）	滴定后讀數(shù)（mL）
第一次	25.00	0.50	20.40
第二次	25.00	4.00	24.10
第三次	25.00	4.20	26.70

該樣品中ICl₃的質(zhì)量分數(shù)為93.4%（ICl₃相對分子質(zhì)量為233.5）

Answer 1

分析 實驗室可用如圖裝置制取ICl₃：裝置A是Ca（ClO）₂）和濃鹽酸反應制取氯氣，鹽酸易揮發(fā)，反應制取的氯氣中含有氯化氫、水蒸氣等雜質(zhì)，通過裝置B中長導管內(nèi)液面上升或下降調(diào)節(jié)裝置內(nèi)壓強，B為安全瓶，可以防止倒吸，根據(jù)B中內(nèi)外液面高低變化，可以判斷是否發(fā)生堵塞，同時利用飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫，裝置C是利用硅膠吸收水蒸氣，裝置D碘和氯氣反應生成ICl₃，氯氣有毒需進行尾氣處理，E裝置吸收多余的氯氣，防止污染空氣．
（1）鹽酸易揮發(fā)，反應制取的氯氣中含有氯化氫，除去氯化氫用飽和食鹽水；次氯酸鈣具有強的氧化性，能夠氧化鹽酸，生成氯化鈣、氯氣和水，依據(jù)化合價升級數(shù)目相同配平方程式；
（2）裝置B作安全瓶，監(jiān)測實驗進行時C中是否發(fā)生堵塞，C發(fā)生堵塞時，B中壓強增大，吸濾瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升；
（3）水浴的溫度不超過100℃，水浴能簡便控制加熱的溫度，且能使受熱容器受熱均勻；
（4）以淀粉溶液為指示劑，用2.0mol/L的Na₂S₂O₃標準液進行滴定，終點現(xiàn)象為當加入最后一滴標準液時，溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復藍色；第3組溶液的體積與第1、2組相差比較大，舍去第3組，應按第1、2組的平均值為消耗溶液的體積，根據(jù)化學反應可得關(guān)系式：ICl₃～2I₂～4S₂O₃^2-，令樣品中ICl₃的物質(zhì)的量x，根據(jù)關(guān)系式計算．

解答 解：（1）裝置A是Ca（ClO）₂）和濃鹽酸反應制取氯氣，鹽酸易揮發(fā)，反應制取的氯氣中含有氯化氫、水蒸氣等雜質(zhì)，氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大，用B裝置可以除去氯氣中的氯化氫氣體；所以試劑X為飽和食鹽水，漂白粉固體和濃鹽酸反應生成氯化鈣、氯氣和水，化學方程式為：Ca（ClO）₂+4HCl（濃）═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：Ca（ClO）₂+4HCl（濃）═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O；飽和食鹽水；堿石灰；
（2）裝置B亦是安全瓶，監(jiān)測實驗進行時C中是否發(fā)生堵塞，發(fā)生堵塞時B中的壓強增大，吸濾瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升，
故答案為：吸濾瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升；
（3）因水浴能簡便控制加熱的溫度，且能使受熱反應試管受熱均勻，由于氯氣與單質(zhì)碘需在溫度稍低于70℃下反應，應采取水浴加熱，
故答案為：水浴加熱；
（4）ICl₃+3KI═2I₂+3KCl，碘與淀粉作用顯藍色，取25.00mL待測液，用2.0mol/L的Na₂S₂O₃標準液滴定（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），終點現(xiàn)象為當加入最后一滴標準液時，溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復藍色，
第3組溶液的體積與第1、2組相差比較大，舍去第3組，應按第1、2組的平均值為消耗溶液的體積，故消耗KMnO₄溶液的體積為$\frac{20.10+19.90}{2}$mL=20mL
令樣品中ICl₃的物質(zhì)的量x，則根據(jù)化學反應可得關(guān)系式：
ICl₃～2I₂～4S₂O₃^2-，
1              4
x         2 mol•L^-1×20×10^-3L
解得：x=1×10^-2mol，該樣品中ICl₃的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{0.01mol×233.5g/mol×\frac{100mL}{25mL}}{10g}$=93.4%，
故答案為：當加入最后一滴標準液時，溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復藍色；93.4%．

點評 本題考查性質(zhì)實驗方案的制備，為高頻考點，把握氯氣的性質(zhì)、制法、裝置的作用及ICl₃制備原理為解答的關(guān)鍵，題目難度中等．