Question

实验室制取氯气除了用浓盐酸和二氧化锰反应外还可利用下列反应：KClO₃+6HCl（浓）=KCl+3Cl₂↑+3H₂O，该反应的优点是反应产生氯气速度快、不需加热。下图是实验室利用此反应制备氯气并进行一系列相关实验的装置（夹持设备已略）。

（1）上述反应中_________是氧化剂，_________是还原剂，若反应中氧化产物比还原产物多1mol，则转移的电子数目为__________。

（2）装置B的作用是_____________，实验进行时C中可能发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象：_________________。

（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入________（选“a”“b”或“c”）。

（4）设计装置D、E的目的是为了比较Cl₂、Br₂、I₂的氧化性强弱。已知Br₂的水溶液因浓度不同而呈现橙色或红棕色，I₂难溶于水而易溶苯，且I2的苯溶液为紫红色。当向D中缓缓通入足量Cl₂时，可以看到无色溶液逐渐变为红棕色，说明Cl₂的氧化性大于Br₂，请写出D中对应的离子方程式并用双线桥法表示出电子转移情况：________________。打开活塞，将D中的少量溶液加入E中，振荡E，观察到E中溶液分为两层，上层（苯层）为紫红色。该现象___________（填“能”或“不能”）说明Br₂的氧化性大于I₂。

（5）装置F的作用是除去污染性的物质（Cl₂、Br₂等），已知Cl₂与NaOH反应时产物中可能有NaCl、NaClO、NaClO₃，且c（Cl^－）/c（ClO^－）的值与温度高低有关。若烧杯中装有500mL0.2mol/L的NaOH溶液，则最多可吸收标况下的Cl₂的体积为____________L（忽略Cl₂溶于水）。

Answer

（1）KClO3，HCl；2.5NA（写“2.5mol”不得分）

（2）除杂和安全瓶，锥形瓶中的液面下降，长颈漏斗中的液面上升

（3）c（4）；不能；（5）1.12

【解析】

试题分析：（1）KClO3+6HCl（浓）=KCl+3Cl2↑+3H2O，反应中KClO3中氯元素的化合价由+5价变成0价，HCl中氯元素的化合价由-1价变成0价，因此KClO3是氧化剂，HCl是还原剂，氯气既是氧化产物又是还原产物，其中氧化产物与还原产物的物质的量之比为5:1，若反应中氧化产物比还原产物多1mol，则生成氯气的物质的量为1.5mol，转移的电子数目为2.5NA，故答案为：KClO3，HCl；2.5NA；故答案为：2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；

（2）盐酸易挥发，反应制取的氯气中含有氯化氢，装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl；装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，发生堵塞时B中的，压强增大，B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱，故答案为：除杂和安全瓶；锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升；

（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，要验证干燥氯气无漂白性，湿润的有色布条中，氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性，选项中abc的Ⅱ中都是干燥剂，根据图示装置可知，II中应该为固体干燥剂，氯气干燥后再通入湿润的有色布条不能验证氯气的漂白性，所以C中I、II、III依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条，所以选c，故答案为：c；

（4）D中对应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，用双线桥法表示出电子转移情况为，氯气具有强氧化性，过量的氯气能够将碘离子氧化成碘单质，所以该现象不能说明溴的非金属性强于碘，故答案为：；不能；

（5）根据题意，Cl2与NaOH反应时产物中可能有NaCl、NaClO、NaClO3，无论生成的产物如何，钠原子与氯原子个数都相等，500mL0.2mol/L的NaOH溶液中含有NaOH的物质的量为0.1mol。根据守恒关系，氯气的物质的量为0.05mol，标况下的Cl2的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故答案为：1.12；

【考点定位】考查氯气实验室制取和性质、氧化还原反应

【名师点晴】本题考查了氯气实验室制取、氯气化学性质、实验设计、实验装置的理解评价、化学方程式的书写等，是对所学知识的综合运用，注意基础知识的掌握。装置A是高锰酸钾和浓盐酸在常温下反应生成氯气、氯化钾、氯化锰和水，氯气中含杂质氯化氢，通过装置B中饱和食盐水除去，通过无水氯化钙干燥气体，验证氯气是否具有漂白性，则先通过I中湿润的有色布条，观察到褪色，再利用II中固体干燥剂（无水氯化钙或硅胶）干燥后，在Ⅲ中放入干燥的有色布条，观察到颜色不褪，则验证氯气不具有漂白性，D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性，D中发生氯气与NaBr的反应生成溴，打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，氯气、溴均可与KI反应生成碘，则E中碘易溶于苯，出现分层后上层为紫红色的苯层，该现象不能说明溴的非金属性强于碘，过量的氯气也可将碘离子氧化，应排除氯气的干扰，最后剩余气体被氢氧化钠吸收。