Question

2．某化学兴趣小组利用如图1实验装置进行制取氯酸钾和验证元素的非金属性相对强弱的试验．

（1）A装置中反应的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；B装置采用水浴加热的优点是温度易控，受热均匀．
（2）制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶，过滤、洗涤．该实验操作过程需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管．
（3）若对调B和C装置的位置，能（填“能”或“不能”）提高B中氯酸钾的产率．
（4）验证非金属性Cl＞I的实验现象是C中溶液变蓝色．该装置不能（填“能”或“不能”）验证非金属性Cl＞Br＞I．
（5）利用如图2装置验证非金属性：C＞Si，B中加Na₂CO₃，C中加Na₂SiO₃溶液，A中应该加入稀H₂SO₄，C中反应的化学方程式CO₂+Na₂SiO₃+H₂O=H₂SiO₃↓+Na₂CO₃．

Answer 1

分析 A装置：用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气，B装置：盛放氢氧化钾溶液，氯气和热碱反应，生成氯酸钾，C装置：盛放淀粉碘化钾溶液，氯气与KI溶液的反应，生成碘单质，碘单质与淀粉作用显示蓝色，D装置：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-，氯气有毒，不能直接排放到空气中，用盛有NaOH溶液的E装置吸收尾气．
（1）浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气；水浴加热受热均匀，便于控制加热温度；
（2）制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶，过滤，洗涤．该实验操作过程需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管；
（3）实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气，制得的氯气中含有氯化氢，HCl极易溶于水，能和KOH反应生成KCl杂质，若对调B和C装置，可以除去氯化氢杂质，能提高B中氯酸钾的产率；
（4）氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，碘遇淀粉变蓝，验证非金属性Cl＞I，该装置无法证明Br＞I；
（5）B中加CaCO₃，A中液体和碳酸钙反应制取二氧化碳，二氧化碳和硅酸钠反应生成难溶性的硅酸，球形干燥管具有防止倒吸的作用．

解答 解：A装置：用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气，B装置：盛放氢氧化钾溶液，氯气和热碱反应，生成氯酸钾，C装置：盛放淀粉碘化钾溶液，氯气与KI溶液的反应，生成碘单质，碘单质与淀粉作用显示蓝色，D装置：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-，氯气有毒，不能直接排放到空气中，用盛有NaOH溶液的E装置吸收尾气．
（1）实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气，反应方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，A中反应的离子方程式为；MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；反应的温度不超过100度的反应条件，直接加热温度过高，反应温度难以控制，水浴加热，反应的温度很好控制，受热均匀，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；温度易控，受热均匀；
（2）制取实验结束后，取出B中试管，进行冷却结晶操作需要烧杯、过滤需要漏斗和玻璃棒，洗涤需要玻璃仪器烧杯盛放液体，需用玻璃棒引流、需用胶头滴管移取少量液体，
故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管；
（3）实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气，制得的氯气中含有氯化氢，HCl极易溶于水，能和KOH反应生成KCl杂质，若对调B和C装置，可以除去氯化氢杂质，能提高B中氯酸钾的产率，
故答案为：能；
（4）氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，装置C中，氯气把碘离子置换成单质碘，Cl₂+I^-=I₂+2Cl^-，碘遇淀粉变蓝，验证非金属性Cl＞I，因该装置中没有溴单质与碘盐的置换反应，所以无法证明Br＞I；
故答案为：C中溶液变蓝色；不能；
（5）根据强酸制弱酸原理，锥形瓶中加CaCO₃，A中液体和碳酸钙反应制取二氧化碳，可选用稀硫酸，试管中盛装硅酸钠溶液，由于碳酸酸性比硅酸强，在C中通入二氧化碳气体生成硅酸沉淀，反应的方程式为CO₂+Na₂SiO₃+H₂O=H₂SiO₃↓+Na₂CO₃，故答案为：稀H₂SO₄；CO₂+Na₂SiO₃+H₂O=H₂SiO₃↓+Na₂CO₃．

点评 本题以制取氯酸钾和验证元素的非金属性相对强弱为载体考查性质实验方案设计，明确实验原理及物质性质是解本题关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．