Question

化学是以实验为基础的学科，化学实验又有定性实验和定量实验之分．利用已学知识对下列实验进行分析并填空：
Ⅰ．

实验目的	探究温度对H2O2分解反应速率的影响
实验
实验结论	结论： 温度越高，反应速率越快 FeCl3在实验中的作用为： 催化剂
反应方程式	2H2O2  FeCl3  .   2H2O+O2↑

Ⅱ．

实验目的	探究卤素单质氧化性的相对强弱
实验	现象	离子方程式
1．将少量氯水分别加入盛有KBr和NaI溶液的试管中， 振荡后加入CCl4，振荡、静置	（1）溶液分层，上层几 乎无色，下层为橙色． （2） 溶液分层，上层几乎无色，下层为紫（红）色	（1） Cl2+2Br-=Br2+2Cl- （2） Cl2+2I-=I2+2Cl-
2．将少量溴水加入盛有NaI溶液的试管中， 振荡后加入少量CCl4，振荡、静置	/	（3） Br2+2I-=I2+2Br-
实验结论并从原子结构上解释原因	结论：氧化性：Cl2＞Br2＞I2 解释原因：同主族元素从上到下，核电荷数逐渐增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的引力逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱

Ⅲ．
资料：氯气难溶于饱和氯化钠溶液；实验室可利用MnO₂和浓盐酸在加热的条件下制备氯气
实验：某食盐样品中混有NaBr杂质，为测定该食盐样品的纯度，设计实验过程如甲图所示：

阅读上述资料和实验过程，完成下列填空：
（1）请从乙图中选出四个装置（可重复使用），来完成制取并向溶液A中通入过量Cl₂的实验，将所选装置的选项代码填入方框，并在括号中写出装置内所放的化学药品．

（2）为了证明甲图中溶液D中几乎不存在Br^-，可选用的试剂为

C

（填选项字母）．
A．碘水                    
B．淀粉碘化钾溶液
C．新制氯水和四氯化碳            
D．食盐水
（3）依据甲图所示，在萃取操作中应选取的有机溶剂为

D

．
A．四氯化碳     B．水     C．乙醇     D．苯
（4）在萃取、分液的过程中，把分液漏斗玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，其目的是

内外气压相通，使分液漏斗内液体能够顺利流下

．
（5）试计算原固体混合物中氯化钠的质量分数为

90

%．

Answer 1

分析：I．根据各个实验的不同点确定实验目的；氯化铁有催化作用；双氧水在催化剂作用下立即分解生成水和氧气；
II．碘在水溶液里呈紫色；氯气能和溴离子、碘离子发生氧化还原反应生成溴、碘；溴能氧化碘离子生成碘；根据同一氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性分析；
III．（1）根据气体制取装置→除杂装置→吸收装置→尾气处理装置排序；
（2）氯气能和溴离子发生氧化还原反应生成溴单质，溴水呈橙色；
（3）溶质在萃取剂中的溶解度大于在水中的溶解度、萃取剂和原溶剂不互溶、萃取剂和溶质不反应；
（4）利用压强差使液体流下；
（5）根据固体质量差计算样品中氯化钠的质量，再根据质量分数公式计算其质量分数．

解答：解：Ⅰ．根据图中，三个实验的不同点是温度不同，所以其实验目的是：探究温度对双氧水分解反应速率的影响；
实验结论：温度越高，反应速率越快，说明温度升高促进其分解；氯化铁在反应中作催化剂，起催化作用；
双氧水在氯化铁作催化剂条件下分解生成水和氧气，所以其反应方程式为：2H₂O₂

FeCl3  .

2H₂O+O₂↑，
故答案为：

实验目的：探究温度对H2O2分解反应速率的影响

温度越高，化学反应速率越快 催化剂 （或加快反应速率）

2H2O2  FeCl3  .   2H2O+O2↑

Ⅱ．氯气和碘离子反应生成碘，碘易溶于四氯化碳导致其溶液呈紫色，四氯化碳密度大于水且和水不互溶，所以看到的现象是：溶液分层，上层几乎无色，下层为紫（红）色；
通过实验现象知，氯气和溴离子发生氧化还原反应生成溴单质，离子反应方程式为：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-
氯气和碘离子发生氧化还原反应生成碘单质，离子反应方程式为Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，
溴和碘离子发生氧化还原反应生成碘单质，离子反应方程式为Br₂+2I^-=I₂+2Br^-，
解释原因：根据同一自发进行的氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，所以氧化性：Cl₂＞Br₂＞I₂，
这几种元素都是同一主族元素，同主族元素从上到下，核电荷数逐渐增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的引力逐渐减弱，导致单质的氧化性逐渐减弱，其阴离子的还原性逐渐增强，
故答案为：

（2）溶液分层，上层几乎无色，下层为紫（红）色	（1）Cl2+2Br-=Br2+2Cl- （2）Cl2+2I-=I2+2Cl-
	（3）Br2+2I-=I2+2Br-
结论：氧化性：Cl2＞Br2＞I2 解释原因：同主族元素从上到下，核电荷数逐渐增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的引力逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱．

Ⅲ．（1）根据气体制取装置→除杂装置→吸收装置→尾气处理装置排序，用二氧化锰和浓盐酸需要加热制取氯气，故选1；
盐酸具有挥发性，加热条件下促进其挥发，所以制取的氯气中含有氯化氢，氯化氢极易溶于水，饱和食盐水中含有氯离子抑制氯气溶解，所以可以用排饱和食盐水方法除杂，故选3；
溶液和氯气反应，故选3；
氯气有毒不能直接排空，要用氢氧化钠溶液吸收尾气，故选4；
故答案为：；
（2）氯气能和溴离子发生氧化还原反应生成溴单质，溴水呈橙色，故选C；
（3）溶质在萃取剂中的溶解度大于在水中的溶解度、萃取剂和原溶剂不互溶、萃取剂和溶质不反应，根据题意知，萃取剂位于水的上层，则其密度小于水，
A．四氯化碳具备萃取剂特点，但密度大于水，故错误；     
B．水和原溶剂相同，故错误；    
C．乙醇和水互溶，故错误；     
D．苯具备萃取剂的特点，且密度小于水，故正确；
故选D；
（4）利用压强差使液体流下，分液漏斗玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔时内外气压相通，使分液漏斗内液体能够顺利流下，故答案为：内外气压相通，使分液漏斗内液体能够顺利流下；
（5）样品质量是88.0g，溴化钠和氯气反应生成氯化钠和溴，加热过程中，溴挥发，所以剩余固体是氯化钠，
设样品中氯化钠的质量为xg，则溴化钠的质量=（88.0-x）g，
2NaBr+Cl₂=Br₂+2NaCl  固体质量差
206g                  89g
（88.0-x）g          （88.0-84.2）g

206

88.0-x

=

89

88.0-84.2

，x=79.2，
氯化钠的质量分数=

79.2g

88.0g

×100%=90%，
故答案为：90．

点评：本题考查较综合，涉及氯气的实验室制法、物质间的置换反应等知识点，难点是实验仪器的选取和排序，根据“制取装置→除杂装置→吸收装置→尾气处理装置”对实验仪器进行排序，注意萃取剂的选取方法，难度中等．