Question

为了更深刻地认识卤素的性质，某化学小组对卤素及其化合物的制备和性质进行如下探究实验，根据实验回答问题。

[实验一]氯气的制取

（1）该小组拟用下图实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并完成与金属铁的反应(夹持仪器略去，下同)。每个虚线框表示一个单元装置，请用文字描述将下列装置的错误之处改正___________。

[实验二]探究氯化亚铁与氧气反应的产物

已知氯化亚铁的熔点为674℃，沸点为1023℃；三氯化铁在100℃左右时升华，极易水解。在500℃条件下氯化亚铁与氧气可能发生下列反应，12FeCl₂+3O₂2Fe₂O₃+8FeCl₃、4FeCl₂+3O₂2Fe₂O₃+4Cl₂，该化学小组选用下图部分装置(装置可以重复选用)进行氯化亚铁与氧气反应产物的探究。

（2）实验装置的合理连接顺序为：A→_____________→E。

（3）假设加热装置中的完全反应，则反应后剩余固体的化学式是_______________。请设计实验方案验证你的假设____________________。

（4）简述将F中的固体配成溶液的操作方法__________________。

[实验三]卤素化合物之间反应实验条件控制探究

（5）在不同实验条件下KClO₃可将KI 氧化为I₂ 或KIO₃。下面是该小组设计的一组实验数据记录表(实验控制在室温下进行)：

试管标号	1	2	3	4
0.20 mol· L^-1KI 溶液/mL	1.0	1.0	1.0	1.0
KClO3(s)/g	0. 10	0. 10	0.10	0.10
6.0 mol· L^-1 H2SO4溶液/mL	0	3.0	6.0	9.0
蒸馏水/mL	9.0	6.0	3.0	0
实验现象

①该组实验的目的是_______________。

②2号试管反应完全后，取少量2号试管中的溶液滴加淀粉溶液后显蓝色，假设还原产物只有KCl，写出反应的离子方程式____________________。

Answer

②中试剂换为饱和氯化钠溶液，③中导管改为长进短出，④中试管口加一出气导管 D→B→F→D Fe2O3 取样少许加入稀盐酸使其完全溶解，再加入几滴KSCN溶液，呈现红色 先把F中的固体溶解于浓盐酸中，然后加水稀释 探究其他条件相同时，酸度对反应产物的影响 ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O

【解析】试题分析：本题考查Cl2的实验室制备和Cl2的性质、FeCl2与O2反应产物的探究、物质的检验和盐类水解的应用、卤素化合物之间反应条件的探究。

（1）装置①中发生的反应为2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，由于盐酸具有挥发性，制得的Cl2中混有HCl（g）和H2O（g）。装置②中试剂用于除去HCl（g），NaOH溶液不仅吸收HCl（g）而且吸收Cl2，应将装置②中NaOH溶液改为饱和食盐水（或饱和氯化钠溶液）；装置③中浓H2SO4用于干燥Cl2，应将装置③中导管改为长进短出；装置④密封会造成装置中气体压强过大，装置④试管口加一出气导管。

（2）装置A中Na2O2与水反应生成NaOH和O2，装置A制得的O2中混有H2O（g）；根据可能的反应原理：12FeCl2+3O22Fe2O3+8FeCl3、4FeCl2+3O22Fe2O3+4Cl2，FeCl2与O2反应的产物可能有Fe2O3、FeCl3、Cl2，反应温度为500℃，FeCl3在100℃左右时升华且极易水解，用F装置收集FeCl3，FeCl2与O2反应的装置前和收集FeCl3的装置后都必须使用干燥装置，则实验装置的合理连接顺序为A（制备O2）→D（干燥O2）→B（实现O2与FeCl2反应）→F（用冰盐水冷却收集FeCl3）→D（防止E中水蒸气进入F中使FeCl3水解）→E（吸收尾气）。

（3）假设加热装置中的完全反应，由于FeCl3100℃左右时升华，反应后剩余固体的化学式是Fe2O3。要证明固体为Fe2O3，证明固体中含+3价Fe即可，设计的实验方案是：取样少许加入稀盐酸使其完全溶解，再加入几滴KSCN溶液，溶液呈现红色。

（4）装置F中用冰盐水冷却收集FeCl3，由于FeCl3极易水解，配制FeCl3溶液需要加入盐酸抑制FeCl3的水解。F中的固体配成溶液的操作方法：先把F中的固体溶解于浓盐酸中，然后加水稀释。

（5）①4支试管在室温下进行反应，对比各试管中所加物质，可见4支试管中KI、KClO3的浓度相同，H2SO4的浓度不同，该组实验的目的是：探究其他条件相同时，酸度对反应产物的影响。

②2号试管反应完全后，取少量2号试管中的溶液滴加淀粉溶液后显蓝色，即KI被氧化成I2，假设还原产物只有KCl，可写出反应：ClO3-+I-+H+→Cl-+I2+H2O，反应中Cl元素的化合价由+5价降至-1价，I元素的化合价由-1价升至0价，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。