Question

實(shí)驗(yàn)題
如圖所示，是制取氯氣并探究氯氣的性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)裝置．圖1中：①氯氣發(fā)生裝置；②溴化亞鐵溶液；③15mL 30% KOH溶液，并置于水浴中；④石灰乳；⑤尾氣吸收裝置．已知：氯氣和堿的反應(yīng)為放熱反應(yīng)．溫度較高時(shí)，氯氣和堿還能發(fā)生如下反應(yīng)：
3Cl₂+6OH^-5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了除去氯氣中的氯化氫氣體，可在①與②之間安裝盛有______（填寫(xiě)下列編號(hào)字母）的凈化裝置．
A．堿石灰   B．飽和食鹽水      C．濃硫酸       D．飽和碳酸氫鈉溶液
（2）通入足量氯氣后，②中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將②中液體與適量CCl₄溶液混合，充分靜止、振蕩，現(xiàn)象為_(kāi)_____．
（3）利用③反應(yīng)后的溶液可制備KClO₃晶體，實(shí)驗(yàn)過(guò)程：溶液→蒸發(fā)濃縮→冷卻結(jié)晶→過(guò)濾→洗滌→干燥→氯酸鉀晶體．蒸發(fā)濃縮時(shí)，當(dāng)______時(shí)，應(yīng)停止加熱；洗滌時(shí)，如何檢驗(yàn)晶體已洗滌干凈（請(qǐng)簡(jiǎn)述操作方法）：______．
（4）④的產(chǎn)物中Ca（ClO）₂的質(zhì)量明顯小于理論值．為探究產(chǎn)物的組成，另取一定量的石灰乳，緩慢、勻速地通入足量氯氣，ClO^-、ClO₃^-兩種離子的物質(zhì)的量（n）與反應(yīng)時(shí)間（t）的關(guān)系曲線如圖2所示（不考慮氯氣和水的反應(yīng)）．則圖2中曲線I表示______離子的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的關(guān)系，所取石灰乳中含有Ca（OH）₂的物質(zhì)的量為_(kāi)_____mol．

Answer 1

【答案】分析：（1）除雜試劑的選擇方法是：除雜劑和只和雜質(zhì)反應(yīng)，且不產(chǎn)生新的雜質(zhì)，根據(jù)氯氣和氯化氫的性質(zhì)選取相應(yīng)的雜質(zhì)；
（2）過(guò)量氯氣和溴化亞鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化鐵和溴；四氯化碳的密度大于水的密度，且不互溶，四氯化碳能萃取溴水中的溴，據(jù)此分析解答；
（3）蒸發(fā)濃縮時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)少量晶體時(shí)應(yīng)該停止加熱；檢驗(yàn)洗滌干凈的方法是：取最后一次洗滌液，加入硝酸酸化的硝酸銀，觀察是否有沉淀生成判斷；
（4）當(dāng)溫度低時(shí)，氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和次氯酸鈣；當(dāng)溫度高時(shí)，生成氯酸鈣和氯化鈣，根據(jù)溫度高低來(lái)判斷屬于哪種離子；根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等計(jì)算氯離子的物質(zhì)的量，然后根據(jù)含氯化合物中鈣離子和陰離子的個(gè)數(shù)比計(jì)算氫氧化鈣的物質(zhì)的量．
解答：解：（1）A、氯氣和氯化氫都和堿石灰反應(yīng)，所以不能作除雜劑，故A錯(cuò)誤；
B、食鹽水中含有氯離子能抑制氯氣的溶解，且氯化氫極易溶于水，所以可以使用食鹽水除雜，故B正確；
C、濃硫酸和氯化氫不反應(yīng)，所以不能作除雜劑，故C錯(cuò)誤；
D、氯氣和氯化氫都能和飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，所以不能作除雜劑，故D錯(cuò)誤；
故答案為：B；
（2）過(guò)量氯氣和溴化亞鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化鐵和溴，反應(yīng)方程式為：3Cl₂+2FeBr₂=2FeCl₃+Br₂；四氯化碳的密度大于水的密度，且不互溶，所以混合后能分層，四氯化碳能萃取溴水中的溴，溴在四氯化碳中呈橙紅色，所以看到的現(xiàn)象是：分層，上層水層黃色，下層有機(jī)層橙紅色，
故答案為：3Cl₂+2FeBr₂=2FeCl₃+Br₂；分層，上層水層黃色，下層有機(jī)層橙紅色；
（3）蒸發(fā)濃縮時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)少量晶體時(shí)應(yīng)該停止加熱；檢驗(yàn)洗滌干凈的方法是：取最后一次洗滌液，加入硝酸酸化的硝酸銀，不產(chǎn)生白色沉淀則說(shuō)明已經(jīng)洗凈，
故答案為：出現(xiàn)少量晶體；取最后一次洗滌液，加入硝酸酸化的硝酸銀，不產(chǎn)生白色沉淀則干凈；
（4）當(dāng)溫度低時(shí)，氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和次氯酸鈣；當(dāng)溫度高時(shí)，生成氯酸鈣和氯化鈣，剛開(kāi)始反應(yīng)時(shí)，溫度較低，氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和次氯酸鈣，所以圖2中曲線I表示離子ClO^-的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的關(guān)系；
根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等計(jì)算氯離子的物質(zhì)的量，設(shè)氯離子的物質(zhì)的量為n，則n×1=0.10mol×1+0.05mol×5=0.35mol，含氯離子的物質(zhì)的量=0.35mol+0.1mol+0.05mol=0.5mol，氯化鈣、次氯酸鈣、氯酸鈣中鈣離子和含氯離子的個(gè)數(shù)比為1：2，所以所取石灰乳中含有Ca（OH）₂的物質(zhì)的量為0.25mol，
故答案為：ClO^-；0.25．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了離子的檢驗(yàn)、物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，難度不大，明確氯氣和溴化亞鐵反應(yīng)時(shí)溴離子、亞鐵離子的先后順序．