Question

【題目】某化學興趣小組進行有關鹵素及其化合物的制備和性質探究實驗，請同學們參與他們的實驗并回答下列問題。

【實驗一】氯氣的制備與性質

(1)用下圖所示的實驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣，并完成它與金屬鐵的反應。每個虛線框表示一個單元裝置，其中有錯誤的是_____（填字母序號）。

A.只有②和④ B.只有② C.只有①和③ D.②③④

【實驗二】鹵素化合物的性質實驗探究

已知氯化亞鐵的熔點674℃、沸點1023℃；三氯化鐵在100℃左右時升華，易溶于水并且有強烈的吸水性。在500℃條件下氯化亞鐵與氧氣可能發生多種反應，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，裝置不可重復選用）進行氯化亞鐵與氧氣反應產物的探究。

(2)實驗裝置的合理連接順序為：A→____________→F。

(3)A裝置中反應的化學方程式為________________。

(4)當加熱裝置中充分反應后，余下的固體是_________；本套實驗裝置的主要缺點是_____________。

(5)利用反應生成的FeCl3設計實驗證明Fe(OH)3是弱堿，實驗方案為____________。

【實驗三】鹵素化合物反應實驗條件控制探究

(6)在不同實驗條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設計了一系列實驗來研究反應條件對反應物的影響，其中某一實驗的數據記錄如下(實驗控制在室溫下進行)：

試管標號	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
實驗現象

①該組實驗的目的是________________________。

②設計1號試管實驗的作用是_______________________。

③若2號試管實驗現象為“反應后溶液呈黃色”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色；假設氧化產物唯一，還原產物為KCl，則此反應的離子方程式為__________________。

Answer 1

【答案】 D D(E)→B→G→E(D) 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ Fe3O4或氧化鐵 B的出氣導管和G的進氣導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）測得溶液顯酸性。 研究反應體現的酸堿度對反應產物的影響（探究硫酸的濃度對反應的影響或探究溶液酸性的強弱對反應的影響） 用作對照實驗 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，再通過濃硫酸干燥，再通入金屬，②中試劑用的NaOH溶液，錯誤；③中導氣管應長進短出，錯誤；④不能密封故選D；(2)A制備O2，BFeCl2與O2反應，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入反應裝置，F可用于除去尾氣，故實驗裝置的合理連接順序為：A→ D(E)→B→G→E(D)→F；(3)A裝置中反應的化學方程式為2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；(4)反應生成的氧氣濃度高，根據信息在500℃條件下氯化亞鐵與氧氣可能發生多種反應，當加熱裝置中充分反應后，余下的固體是Fe3O4或氧化鐵；三氯化鐵在100℃左右時升華，冷卻后易形成固體，本套實驗裝置的主要缺點是B的出氣導管和G的進氣導管容易被氯化鐵固體堵塞。(5)利用反應生成的FeCl3設計實驗證明Fe(OH)3是弱堿，可以利用FeCl3是強酸弱堿鹽，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）測得溶液顯酸性。(6)①從表中數據可以看出：0.20mol·L-1KI溶液的體積均相同，KClO3(s)的質量相同，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，所以該組實驗的目的是研究反應體現的酸堿度對反應產物的影響（探究硫酸的濃度對反應的影響或探究溶液酸性的強弱對反應的影響）②1號試管里沒有加酸，設計1號試管實驗的作用是用作對照實驗；③加入淀粉溶液顯藍色，說明I―被氧化，此反應的離子方程式為 ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。