Question

實驗室制取氯氣方法很多，通常有如下三種：
（1）用二氧化錳與濃鹽酸共熱制取氯氣．如果將過量二氧化錳與20mL 12mol/L的濃鹽酸混合加熱，充分反應后生成的氯氣明顯少于0.06mol．產生該結果的主要原因是：①

 

，②

 

．
（2）高錳酸鉀與濃鹽酸反應可制取氯氣，其反應的化學方程式為：

 

．
若消耗0.1mol氧化劑，則被氧化的還原劑的物質的量為

 

mol．
（3）現按如下操作進行有關氯氣的制備及性質實驗：在一片下襯白紙的圓形玻璃片上（如圖），A點滴一滴0.1mol/LKI溶液（含淀粉溶液），B點滴一滴FeSO₄（含KSCN）
溶液，C點滴一滴NaOH（含酚酞）溶液，O點放少量KClO₃晶體．向KClO₃晶體滴加一滴濃鹽酸，立即用表面
皿蓋好．試回答下列問題：
①A點反應的離子方程式為

 

；
②B點的現象為

 

；
③C點的溶液由紅色變為無色，是因為中和褪色還是漂白而褪色，請你設計實驗證明之．

 

．

Answer 1

分析：（1）根據濃鹽酸和二氧化錳反應的條件和它們的性質判斷，稀鹽酸不與二氧化錳反應生成氯氣；
（2）高錳酸鉀與濃鹽酸反應時，Cl^-被氧化成單質氯，而MnO₄^-被還原成Mn²⁺，即反應生成氯化鉀、氯化錳、氯氣、水；該反應中氧化劑是高錳酸鉀，還原劑是鹽酸，根據轉移電子守恒計算被氧化的HCl的物質的量；
（3）①Cl₂具有強氧化性，碘離子具有還原性，兩者發生氧化還原反應，生成的碘單質遇淀粉顯藍色；
②Cl₂具有強氧化性，能氧化二價鐵離子生成三價鐵離子，三價鐵離子和KSCN生成血紅色的硫氰化鐵；
③可根據中和反應與氧化還原反應的異同，在褪色后的溶液中滴加氫氧化鈉溶液，根據溶液是否變紅判斷；

解答：解：（1）濃鹽酸和二氧化錳需在加熱的條件下反應，濃鹽酸具有揮發性，所以加熱使大量濃鹽酸揮發，濃鹽酸和二氧化錳能發生氧化還原反應生成氯化錳、氯氣和水．隨反應進行，濃鹽酸濃度減小變稀后不能和二氧化錳反應生成氯氣，所以生成氯氣明顯少于0.06mol，
故答案為：①加熱使大量濃鹽酸揮發；②鹽酸濃度變稀后不再發生反應；
（2）高錳酸鉀與濃鹽酸反應時，Cl^-被氧化成單質氯，而MnO₄^-被還原成Mn²⁺，即反應生成氯化鉀、氯化錳、氯氣、水，該反應為2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，該反應中氧化劑是高錳酸鉀，還原劑是鹽酸，根據轉移電子守恒知，當2mol高錳酸鉀參加反應時，參加氧化還原反應的鹽酸的物質的量是10mol，所以氧化劑和還原劑的物質的量之比=2：10=1：5，消耗0.1mol氧化劑KMnO₄，被氧化的HCl的物質的量n=0.5mol，
故答案為：2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O；0.5mol；
（3）①A點：Cl₂具有強氧化性，與碘化鉀發生：2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，碘單質遇淀粉顯藍色，所以無色碘化鉀溶液逐漸變成藍色，
故答案為：2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-；
②B點滴一滴FeSO₄（含KSCN），Cl₂具有強氧化性，與Fe²⁺發生：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，溶液由淺綠色變為血紅色，
故答案為：溶液由淺綠色變為血紅色；
③中和反應與氧化還原反應的原理不同，如是中和反應，向褪色后的溶液中加NaOH溶液至堿性，溶液可變為紅色，如是氧化還原反應，向褪色后的溶液中加NaOH溶液至堿性，溶液不再顯紅色，根據反應的現象可證明，
故答案為：向C點褪色后的溶液再滴加NaOH溶液，若溶液變為紅色，則為中和褪色，若溶液不變為紅色，則是漂白而褪色；

點評：本題考查氯氣的性質，側重于實驗現象探究反應本質，題目難度中等，本題注意氯氣的強氧化性，以及一些粒子的還原性，注意反應原理和現象，學習中注重相關基礎知識的積累．