Question

3．三氯化碘（ICl₃，I的化合价为+3价）在药物合成中用途非常广泛，其熔点：33℃，沸点73℃．实验室可用如图装置制取ICl₃．
（1）试剂X、Y分别是：饱和食盐水、碱石灰．装置E的作用是：吸收多余的氯气，防止污染空气
（2）制备氯气选用的药品为漂白精固体（主要成分为Ca（ClO）₂）和浓盐酸，相关反应的化学方程式为：Ca（ClO）₂+4HCl（浓）═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O
（3）装置B可用于除杂，也是安全瓶，能监测实验进行时装置C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象：吸滤瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升．
（4）氯气与单质碘需在温度稍低于70℃下反应，则装置D适宜的加热方式为水浴加热．
（5）某同学欲测定ICl₃样品中ICl₃的纯度，他准确称取ICl₃样品10.0g于烧杯中，加入适量水和过量KI晶体，充分反应：ICl₃+3KI═2I₂+3KCl（样品中杂质不反应）．将所得溶液配置成100mL待测液．取25.00mL待测液，用2.0mol/L的Na₂S₂O₃标准液滴定（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），以淀粉溶液作指示剂，达到终点时的现象为：当加入最后一滴标准液时，溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复蓝色．重复滴定3次，测得消耗Na₂S₂O₃溶液体积的平均值为20.00mL．该样品中ICl₃的质量分数为：93.4%．（ICl₃相对分子质量为233.5）

Answer 1

分析 实验室可用如图装置制取ICl₃：装置A是Ca（ClO）₂）和浓盐酸反应制取氯气，盐酸易挥发，反应制取的氯气中含有氯化氢、水蒸气等杂质，通过装置B中长导管内液面上升或下降调节装置内压强，B为安全瓶，可以防止倒吸，根据B中内外液面高低变化，可以判断是否发生堵塞，同时利用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢，装置C是利用硅胶吸收水蒸气，装置D碘和氯气反应生成ICl₃，氯气有毒需进行尾气处理，E装置吸收多余的氯气，防止污染空气．
（1）盐酸易挥发，反应制取的氯气中含有氯化氢，除去氯化氢用饱和食盐水，氯气有毒需进行尾气处理；
（2）次氯酸钙具有强的氧化性，能够氧化盐酸，生成氯化钙、氯气和水，依据化合价升级数目相同配平方程式；
（3）装置B作安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，C发生堵塞时，B中压强增大，吸滤瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升；
（4）水浴的温度不超过100℃，水浴能简便控制加热的温度，且能使受热容器受热均匀；
（5）以淀粉溶液为指示剂，用2.0mol/L的Na₂S₂O₃标准液进行滴定，终点现象为当加入最后一滴标准液时，溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复蓝色；根据化学反应可得关系式：ICl₃～2I₂～4S₂O₃^2-，令样品中ICl₃的物质的量x，根据关系式计算．

解答 解：（1）装置A是Ca（ClO）₂）和浓盐酸反应制取氯气，盐酸易挥发，反应制取的氯气中含有氯化氢、水蒸气等杂质，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，用B装置可以除去氯气中的氯化氢气体；所以试剂X为饱和食盐水，反应后剩余的氯气能够污染空气，不能排放到空气中，装置E为球形干燥管，装有固体药品碱石灰，吸收多余的氯气，防止污染空气，
故答案为：饱和食盐水、碱石灰；吸收多余的氯气，防止污染空气；
（2）漂白粉固体和浓盐酸反应生成氯化钙、氯气和水，化学方程式为：Ca（ClO）₂+4HCl（浓）═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：Ca（ClO）₂+4HCl（浓）═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O；
（3）装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，发生堵塞时B中的压强增大，吸滤瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，
故答案为：吸滤瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升；
（4）因水浴能简便控制加热的温度，且能使受热反应试管受热均匀，由于氯气与单质碘需在温度稍低于70℃下反应，应采取水浴加热，
故答案为：水浴加热；
（5）ICl₃+3KI═2I₂+3KCl，碘与淀粉作用显蓝色，取25.00mL待测液，用2.0mol/L的Na₂S₂O₃标准液滴定（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），终点现象为当加入最后一滴标准液时，溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复蓝色，令样品中ICl₃的物质的量x，则根据化学反应可得关系式：
ICl₃～2I₂～4S₂O₃^2-，
1           4
x    2 mol•L^-1×20×10^-3L     
解得：x=1×10^-2mol，
该样品中ICl₃的质量分数为$\frac{0.01mol×233.5g/mol×\frac{100mL}{25mL}}{10.0g}$=93.4%，
故答案为：当加入最后一滴标准液时，溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复蓝色；93.4%．

点评 本题考查物质的制备实验及含量测定，为高频考点，把握实验原理、装置的作用、化学反应中的物质的量关系为解答的关键，侧重分析、实验及计算能力的综合考查，题目难度中等．