Question

化學是以實驗為基礎的學科，化學實驗又有定性實驗和定量實驗之分．利用已學知識對下列實驗進行分析并填空：
Ⅰ．

實驗目的	探究溫度對H2O2分解反應速率的影響
實驗
實驗結論	結論： 溫度越高，反應速率越快 FeCl3在實驗中的作用為： 催化劑
反應方程式	2H2O2  FeCl3  .   2H2O+O2↑

Ⅱ．

實驗目的	探究鹵素單質氧化性的相對強弱
實驗	現(xiàn)象	離子方程式
1．將少量氯水分別加入盛有KBr和NaI溶液的試管中， 振蕩后加入CCl4，振蕩、靜置	（1）溶液分層，上層幾 乎無色，下層為橙色． （2） 溶液分層，上層幾乎無色，下層為紫（紅）色	（1） Cl2+2Br-=Br2+2Cl- （2） Cl2+2I-=I2+2Cl-
2．將少量溴水加入盛有NaI溶液的試管中， 振蕩后加入少量CCl4，振蕩、靜置	/	（3） Br2+2I-=I2+2Br-
實驗結論并從原子結構上解釋原因	結論：氧化性：Cl2＞Br2＞I2 解釋原因：同主族元素從上到下，核電荷數(shù)逐漸增大，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，原子核對外層電子的引力逐漸減弱，單質的氧化性逐漸減弱

Ⅲ．
資料：氯氣難溶于飽和氯化鈉溶液；實驗室可利用MnO₂和濃鹽酸在加熱的條件下制備氯氣
實驗：某食鹽樣品中混有NaBr雜質，為測定該食鹽樣品的純度，設計實驗過程如甲圖所示：

閱讀上述資料和實驗過程，完成下列填空：
（1）請從乙圖中選出四個裝置（可重復使用），來完成制取并向溶液A中通入過量Cl₂的實驗，將所選裝置的選項代碼填入方框，并在括號中寫出裝置內所放的化學藥品．

（2）為了證明甲圖中溶液D中幾乎不存在Br^-，可選用的試劑為

C

（填選項字母）．
A．碘水                    
B．淀粉碘化鉀溶液
C．新制氯水和四氯化碳            
D．食鹽水
（3）依據(jù)甲圖所示，在萃取操作中應選取的有機溶劑為

D

．
A．四氯化碳     B．水     C．乙醇     D．苯
（4）在萃取、分液的過程中，把分液漏斗玻璃塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔，其目的是

內外氣壓相通，使分液漏斗內液體能夠順利流下

．
（5）試計算原固體混合物中氯化鈉的質量分數(shù)為

90

%．

Answer 1

分析：I．根據(jù)各個實驗的不同點確定實驗目的；氯化鐵有催化作用；雙氧水在催化劑作用下立即分解生成水和氧氣；
II．碘在水溶液里呈紫色；氯氣能和溴離子、碘離子發(fā)生氧化還原反應生成溴、碘；溴能氧化碘離子生成碘；根據(jù)同一氧化還原反應中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性分析；
III．（1）根據(jù)氣體制取裝置→除雜裝置→吸收裝置→尾氣處理裝置排序；
（2）氯氣能和溴離子發(fā)生氧化還原反應生成溴單質，溴水呈橙色；
（3）溶質在萃取劑中的溶解度大于在水中的溶解度、萃取劑和原溶劑不互溶、萃取劑和溶質不反應；
（4）利用壓強差使液體流下；
（5）根據(jù)固體質量差計算樣品中氯化鈉的質量，再根據(jù)質量分數(shù)公式計算其質量分數(shù)．

解答：解：Ⅰ．根據(jù)圖中，三個實驗的不同點是溫度不同，所以其實驗目的是：探究溫度對雙氧水分解反應速率的影響；
實驗結論：溫度越高，反應速率越快，說明溫度升高促進其分解；氯化鐵在反應中作催化劑，起催化作用；
雙氧水在氯化鐵作催化劑條件下分解生成水和氧氣，所以其反應方程式為：2H₂O₂

FeCl3  .

2H₂O+O₂↑，
故答案為：

實驗目的：探究溫度對H2O2分解反應速率的影響

溫度越高，化學反應速率越快 催化劑 （或加快反應速率）

2H2O2  FeCl3  .   2H2O+O2↑

Ⅱ．氯氣和碘離子反應生成碘，碘易溶于四氯化碳導致其溶液呈紫色，四氯化碳密度大于水且和水不互溶，所以看到的現(xiàn)象是：溶液分層，上層幾乎無色，下層為紫（紅）色；
通過實驗現(xiàn)象知，氯氣和溴離子發(fā)生氧化還原反應生成溴單質，離子反應方程式為：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-
氯氣和碘離子發(fā)生氧化還原反應生成碘單質，離子反應方程式為Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，
溴和碘離子發(fā)生氧化還原反應生成碘單質，離子反應方程式為Br₂+2I^-=I₂+2Br^-，
解釋原因：根據(jù)同一自發(fā)進行的氧化還原反應中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，所以氧化性：Cl₂＞Br₂＞I₂，
這幾種元素都是同一主族元素，同主族元素從上到下，核電荷數(shù)逐漸增大，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，原子核對外層電子的引力逐漸減弱，導致單質的氧化性逐漸減弱，其陰離子的還原性逐漸增強，
故答案為：

（2）溶液分層，上層幾乎無色，下層為紫（紅）色	（1）Cl2+2Br-=Br2+2Cl- （2）Cl2+2I-=I2+2Cl-
	（3）Br2+2I-=I2+2Br-
結論：氧化性：Cl2＞Br2＞I2 解釋原因：同主族元素從上到下，核電荷數(shù)逐漸增大，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，原子核對外層電子的引力逐漸減弱，單質的氧化性逐漸減弱．

Ⅲ．（1）根據(jù)氣體制取裝置→除雜裝置→吸收裝置→尾氣處理裝置排序，用二氧化錳和濃鹽酸需要加熱制取氯氣，故選1；
鹽酸具有揮發(fā)性，加熱條件下促進其揮發(fā)，所以制取的氯氣中含有氯化氫，氯化氫極易溶于水，飽和食鹽水中含有氯離子抑制氯氣溶解，所以可以用排飽和食鹽水方法除雜，故選3；
溶液和氯氣反應，故選3；
氯氣有毒不能直接排空，要用氫氧化鈉溶液吸收尾氣，故選4；
故答案為：；
（2）氯氣能和溴離子發(fā)生氧化還原反應生成溴單質，溴水呈橙色，故選C；
（3）溶質在萃取劑中的溶解度大于在水中的溶解度、萃取劑和原溶劑不互溶、萃取劑和溶質不反應，根據(jù)題意知，萃取劑位于水的上層，則其密度小于水，
A．四氯化碳具備萃取劑特點，但密度大于水，故錯誤；     
B．水和原溶劑相同，故錯誤；    
C．乙醇和水互溶，故錯誤；     
D．苯具備萃取劑的特點，且密度小于水，故正確；
故選D；
（4）利用壓強差使液體流下，分液漏斗玻璃塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔時內外氣壓相通，使分液漏斗內液體能夠順利流下，故答案為：內外氣壓相通，使分液漏斗內液體能夠順利流下；
（5）樣品質量是88.0g，溴化鈉和氯氣反應生成氯化鈉和溴，加熱過程中，溴揮發(fā)，所以剩余固體是氯化鈉，
設樣品中氯化鈉的質量為xg，則溴化鈉的質量=（88.0-x）g，
2NaBr+Cl₂=Br₂+2NaCl  固體質量差
206g                  89g
（88.0-x）g          （88.0-84.2）g

206

88.0-x

=

89

88.0-84.2

，x=79.2，
氯化鈉的質量分數(shù)=

79.2g

88.0g

×100%=90%，
故答案為：90．

點評：本題考查較綜合，涉及氯氣的實驗室制法、物質間的置換反應等知識點，難點是實驗儀器的選取和排序，根據(jù)“制取裝置→除雜裝置→吸收裝置→尾氣處理裝置”對實驗儀器進行排序，注意萃取劑的選取方法，難度中等．