Question

2．實(shí)驗(yàn)室可用氯酸鉀與密度為1.19g•cm^-3，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣．
I．反應(yīng)方程式如下：1KClO₃+6HCl=1KCl+3Cl₂↑+3H₂O
（1）配平方程式，并用雙線橋法表示上述反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．
（2）若反應(yīng)中被氧化的鹽酸為5mol，則生成的氯氣體積為67.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．
II．甲同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置研究氯氣能否與水發(fā)生反應(yīng)，氣體a是含有少量空氣和水蒸氣的氯氣．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）證明氯氣和水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為裝置B中的有色布條不褪色，裝置C中的有色布條褪色，反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cl₂+H₂O?HCl+HClO．
（2）若將氯氣通入石灰乳制取漂白粉，反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，漂白粉溶于水后，遇到空氣中的CO₂，即產(chǎn)生漂白、殺菌作用，反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO₂+Ca（ClO）₂+H₂O=CaCO₃+2HClO、2HClO═2HCl+O₂↑．
III．乙同學(xué)用上述濃鹽酸配置0.100mol•L^-1的稀鹽酸480mL，下列說(shuō)法正確的是B、C．
A．取用240mL的容量瓶
B．應(yīng)量取上述濃鹽酸的體積為4.2mL
C．定容搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線，再加蒸餾水與刻度線相切，所配溶液濃度偏小
D．定容時(shí)，仰視刻度線所配溶液濃度偏大
E．量取上述濃鹽酸的體積時(shí)俯視刻度線所配溶液濃度偏大．

Answer 1

分析 I．（1）反應(yīng)中KClO₃為氧化劑，HCl為還原劑，KClO₃中Cl從+5→0，降低5價(jià)，HCl中Cl從-1→0價(jià)，升高1價(jià)，根據(jù)化合價(jià)升降守恒配平方程式；
（2）根據(jù)被氧化的鹽酸和生成氯氣的關(guān)系，5HCl～3Cl₂↑進(jìn)行解答；
II．（1）Cl₂與水發(fā)生反應(yīng)，生成HCl和HClO，HClO具有漂白性，但干燥的HClO不能使B中的有色布條褪色，溶于C中的水，能使C中的有色布條褪色，據(jù)此解答；
（2）若將氯氣通入石灰乳制取漂白粉，發(fā)生歧化反應(yīng)，生成CaCl₂和Ca（ClO）₂；漂白粉溶于水后，遇到空氣中的CO₂，即產(chǎn)生漂白、殺菌作用，反應(yīng)產(chǎn)生了CaCO₃和HClO，HClO不穩(wěn)定，易分解出HCl和O₂，據(jù)此寫出方程式；
III．A．容量瓶容積不能小于480mL；
B．根據(jù)稀釋定律，計(jì)算所需濃鹽酸的量；
C．定容搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線，此時(shí)滴加蒸餾水至刻度線，會(huì)稀釋溶液；
D．定容時(shí)仰視刻度線，水加入超過(guò)刻度線，溶液濃度減��；
E．量取上述濃鹽酸的體積時(shí)俯視刻度線，取得量會(huì)偏小，導(dǎo)致配制濃度偏小．

解答 解：I．（1）反應(yīng)中KClO₃為氧化劑，HCl為還原劑，KClO₃中Cl從+5→0，降低5價(jià)，HCl中Cl從-1→0價(jià)，升高1價(jià)，氧化還原反應(yīng)中遵循化合價(jià)升降守恒，則反應(yīng)的方程式應(yīng)為：KClO₃+6HCl=HCl+3Cl₂↑+3H₂O，雙線橋法表示電子轉(zhuǎn)移，即，
故答案為：1；6；1；3；3；；
（2）設(shè)則生成的氯氣體積為xL，由題意可知：KClO₃中Cl元素由+5價(jià)變?yōu)?0價(jià)，HCl中Cl元素由-1價(jià)變?yōu)?價(jià)，由方程式可知當(dāng)有6molHCl參加反應(yīng)時(shí)，有5mol被氧化；被氧化的鹽酸與氯氣的關(guān)系：5HCl～3Cl₂↑，則產(chǎn)生氯氣的物質(zhì)的量為3mol，標(biāo)況下體積為V=3mol×22.4L/mol=67.2L，
故答案為：67.2L；
II．（1）Cl₂與水發(fā)生反應(yīng)，生成HCl和HClO，HClO具有漂白性，但干燥的HClO不能使B中的有色布條褪色，溶于C中的水，能使C中的有色布條褪色，則證明氯氣和水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為裝置B中的有色布條不褪色，裝置C中的有色布條褪色，反應(yīng)的方程式為：Cl₂+H₂O?HCl+HClO
故答案為：裝置B中的有色布條不褪色，裝置C中的有色布條褪色；Cl₂+H₂O?HCl+HClO；
（2）若將氯氣通入石灰乳制取漂白粉，發(fā)生歧化反應(yīng)，生成CaCl₂和Ca（ClO）₂，反應(yīng)的方程式為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，漂白粉溶于水后，遇到空氣中的CO₂，即產(chǎn)生漂白、殺菌作用，反應(yīng)產(chǎn)生了CaCO₃和HClO，HClO不穩(wěn)定，易分解出HCl和O₂，反應(yīng)的方程式為CO₂+Ca（ClO）₂+H₂O=CaCO₃+2HClO、2HClO═2HCl+O₂↑，
故答案為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；CO₂+Ca（ClO）₂+H₂O=CaCO₃+2HClO、2HClO═2HCl+O₂↑；
III．A．配置480mL的稀鹽酸，容量瓶的規(guī)格不應(yīng)用240mL的，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)稀釋定律，稀釋前后HCl的物質(zhì)的量保持不變，c₁V₁=c₂V₂，應(yīng)量取稀釋前的濃鹽酸的體積為V₁=$\frac{{c}_{2}{V}_{2}}{{c}_{1}}$=$\frac{0.100×480}{{c}_{2}}$，濃鹽酸的密度為1.19g/cm³，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%，則該濃鹽酸的濃度為${c}_{1}=\frac{1000ρ}{M}•ω$=11.9mol/L，則量取的濃鹽酸的體積為${V}_{1}=\frac{0.100×480}{11.9}$=4.0mL，考慮到濃鹽酸有揮發(fā)性，適當(dāng)量取4.2mL可以減小誤差，故B正確；
C．定容搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線，此時(shí)滴加蒸餾水至刻度線，會(huì)稀釋溶液，使所配溶液濃度偏小，故C正確；
D．定容時(shí)仰視刻度線，水加入超過(guò)刻度線，溶液濃度減小，故D錯(cuò)誤；
E．量取上述濃鹽酸的體積時(shí)俯視刻度線，取得量會(huì)偏小，導(dǎo)致配制濃度偏小，故E錯(cuò)誤．
故選BC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氯氣的制備實(shí)驗(yàn)，題目綜合性較強(qiáng)，側(cè)重分析能力及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�及所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力的綜合考查，注意氯氣的漂白性的探究實(shí)驗(yàn)原理，題目難度中等．注意發(fā)生的氧化還原反應(yīng)及電子守恒、原子守恒的應(yīng)用．題目難度中等，是中檔題．