Question

7．某化學興趣小組利用如圖1實驗裝置進行制取氯酸鉀和驗證元素的非金屬性相對強弱的試驗．

（1）B裝置中反應的離子方程式為3Cl₂+6OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ClO₃^-+5Cl^-+3H₂O；B裝置采用水浴加熱的優(yōu)點是溫度易控，受熱均勻．
（2）制取實驗結束后，取出B中試管冷卻結晶，過濾、洗滌．該實驗操作過程需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管．
（3）若對調(diào)B和C裝置的位置，能（填“能”或“不能”）提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率．
（4）驗證非金屬性Cl＞I的實驗現(xiàn)象是C中溶液變藍色．該裝置不能（填“能”或“不能”）驗證非金屬性Cl＞Br＞I．
（5）利用如圖2裝置驗證非金屬性：C＞Si，B中加CaCO₃，C中加Na₂SiO₃溶液，A中應該加入稀鹽酸或稀硝酸，C中反應的化學方程式CO₂+Na₂SiO₃+H₂O=H₂SiO₃↓+Na₂CO₃，D裝置的作用防止倒吸．

Answer 1

分析 A裝置：用濃鹽酸和二氧化錳加熱制取氯氣，B裝置：盛放氫氧化鉀溶液，氯氣和熱堿反應，生成氯酸鉀，C裝置：盛放淀粉碘化鉀溶液，氯氣與KI溶液的反應，生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)與淀粉作用顯示藍色，D裝置：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-，氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，用盛有NaOH溶液的E裝置吸收尾氣．
（1）氯氣和熱的氫氧化鈉溶液反應生成氯酸鈉、氯化鈉和水；水浴加熱受熱均勻，便于控制加熱溫度；
（2）制取實驗結束后，取出B中試管冷卻結晶，過濾，洗滌．該實驗操作過程需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管；
（3）實驗室用二氧化錳和濃鹽酸來制取氯氣，制得的氯氣中含有氯化氫，HCl極易溶于水，能和KOH反應生成KCl雜質(zhì)，若對調(diào)B和C裝置，可以除去氯化氫雜質(zhì)，能提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率；
（4）氧化還原反應中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，碘遇淀粉變藍，驗證非金屬性Cl＞I，該裝置無法證明Br＞I；
（5）B中加CaCO₃，A中液體和碳酸鈣反應制取二氧化碳，二氧化碳和硅酸鈉反應生成難溶性的硅酸，球形干燥管具有防止倒吸的作用．

解答 解：A裝置：用濃鹽酸和二氧化錳加熱制取氯氣，B裝置：盛放氫氧化鉀溶液，氯氣和熱堿反應，生成氯酸鉀，C裝置：盛放淀粉碘化鉀溶液，氯氣與KI溶液的反應，生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)與淀粉作用顯示藍色，D裝置：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-，氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，用盛有NaOH溶液的E裝置吸收尾氣．
（1）實驗室用濃鹽酸和二氧化錳加熱制取氯氣，反應方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，氯氣與熱的KOH溶液發(fā)生反應3Cl₂+6KOH（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5KCl+KClO₃+3H₂O，反應的離子方程式為；3Cl₂+6OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ClO₃^-+5Cl^-+3H₂O；反應的溫度不超過100度的反應條件，直接加熱溫度過高，反應溫度難以控制，水浴加熱，反應的溫度很好控制，受熱均勻，
故答案為：3Cl₂+6OH^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ClO₃^-+5Cl^-+3H₂O；溫度易控，受熱均勻；
（2）制取實驗結束后，取出B中試管，進行冷卻結晶操作需要燒杯、過濾需要漏斗和玻璃棒，洗滌需要玻璃儀器燒杯盛放液體，需用玻璃棒引流、需用膠頭滴管移取少量液體，
故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管；
（3）實驗室用二氧化錳和濃鹽酸來制取氯氣，制得的氯氣中含有氯化氫，HCl極易溶于水，能和KOH反應生成KCl雜質(zhì)，若對調(diào)B和C裝置，可以除去氯化氫雜質(zhì)，能提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率，
故答案為：能；
（4）氧化還原反應中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，裝置C中，氯氣把碘離子置換成單質(zhì)碘，Cl₂+I^-=I₂+2Cl^-，碘遇淀粉變藍，驗證非金屬性Cl＞I，因該裝置中沒有溴單質(zhì)與碘鹽的置換反應，所以無法證明Br＞I；
故答案為：C中溶液變藍色；不能；
（5）根據(jù)強酸制弱酸原理，錐形瓶中加CaCO₃，A中液體和碳酸鈣反應制取二氧化碳，可選用稀鹽酸或稀硝酸，試管中盛裝硅酸鈉溶液，由于碳酸酸性比硅酸強，在C中通入二氧化碳氣體生成硅酸沉淀，反應的方程式為CO₂+Na₂SiO₃+H₂O=H₂SiO₃↓+Na₂CO₃，球形干燥管D能夠防止倒吸，可以避免C中液體進入錐形瓶中，
故答案為：稀鹽酸或稀硝酸；CO₂+Na₂SiO₃+H₂O=H₂SiO₃↓+Na₂CO₃；防止倒吸．

點評 本題以制取氯酸鉀和驗證元素的非金屬性相對強弱為載體考查性質(zhì)實驗方案設計，明確實驗原理及物質(zhì)性質(zhì)是解本題關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度中等．