Question

10．三氯化碘（ICl₃）在藥物合成中用途非常廣泛．已知ICl₃能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(lán)．實(shí)驗(yàn)室可用如圖裝置制取ICl₃（夾持裝置省略）．

（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(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（ClO）₂+4HCl（濃）═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O．
（2）試劑X、Y分別是飽和食鹽水、堿石灰．
（3）裝置B的作用是：除去Cl₂中的HCl氣體，同時(shí)作安全瓶，監(jiān)測裝置C中是否發(fā)生堵塞；裝置E的作用是：吸收多余的氯氣，防止污染空氣；同時(shí)防止空氣中水蒸氣進(jìn)人裝置．
（4）氯氣與單質(zhì)碘需在溫度稍低于70℃下反應(yīng)，則裝置D適宜的加熱方式為水浴加熱．
（5）某同學(xué)欲測定ICl₃樣品中ICl₃的純度，他準(zhǔn)確稱取ICl₃樣品10.00g于燒杯中，加入適量水和過量KI晶體，充分反應(yīng)（樣品中雜質(zhì)不反應(yīng)），反應(yīng)的化學(xué)方程式為ICl₃+3KI═2I₂+3KCl，將所得溶液配制成100mL待測液，取25.00mL待測液，用2.000mol•L^-1的Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液滴定（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₂O₆^2-），以淀粉溶液作指示劑，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為當(dāng)加入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液由藍(lán)色褪為無色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)，重復(fù)滴定3次，測得消耗Na₂S₂O₃溶液體積的平均值為20.00mL．該樣品中ICl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.4%．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)室可用如圖裝置制取ICl₃：裝置A是Ca（ClO）₂）和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，鹽酸易揮發(fā)，反應(yīng)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(dǎo)管內(nèi)液面上升或下降調(diào)節(jié)裝置內(nèi)壓強(qiáng)，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(shí)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(yīng)生成ICl₃，氯氣有毒需進(jìn)行尾氣處理，E裝置吸收多余的氯氣，防止污染空氣，為堿石灰，據(jù)此分析解答．

解答 解：（l）漂白粉固體和濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、氯氣和水，化學(xué)方程式為：Ca（ClO）₂+4HCl（濃）═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：Ca（ClO）₂+4HCl（濃）═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O；
（2）裝置B中試劑X吸收氯氣中的氯化氫氣體，用飽和食鹽水，裝置E中的試劑Y吸收多余的氯氣，并防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置，選用堿石灰；
故答案為：飽和食鹽水；堿石灰；
（3）裝置B，除去Cl₂中的HCl氣體，作安全瓶，監(jiān)測實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)C中是否發(fā)生堵塞，C發(fā)生堵塞時(shí)，B中壓強(qiáng)增大，吸濾瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升；裝置E吸收多余的氯氣，防止污染空氣；同時(shí)防止空氣中水蒸氣進(jìn)人裝置；
故答案為：除去Cl₂中的HCl氣體，同時(shí)作安全瓶，監(jiān)測裝置C中是否發(fā)生堵塞；吸收多余的氯氣，防止污染空氣；同時(shí)防止空氣中水蒸氣進(jìn)人裝置；
（4）因水浴能簡便控制加熱的溫度，且能使受熱反應(yīng)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(yīng)，應(yīng)采取水浴加熱；
故答案為：水浴加熱；
（5）ICl₃樣品加入適量水和過量KI晶體，充分反應(yīng)：ICl₃+3KI═2I₂+3KCl，碘與淀粉作用顯藍(lán)色，取25.00mL待測液，用2.0mol/L的Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液滴定（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），終點(diǎn)現(xiàn)象為當(dāng)加入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)藍(lán)色，令樣品中ICl₃的物質(zhì)的量x，則根據(jù)化學(xué)反應(yīng)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?jǐn)?shù)為：$\frac{0.01mol×233.5g/mol×\frac{100mL}{25mL}}{10g}$=93.4%；
故答案為：ICl₃+3KI═2I₂+3KCl；當(dāng)加入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液由藍(lán)色褪為無色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)；93.4%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的制備，為高頻考點(diǎn)，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．