Question

10．三氯化碘（ICl₃）在药物合成中用途非常广泛．已知ICl₃能使湿润的淀粉KI试纸变蓝．实验室可用如图装置制取ICl₃（夹持装置省略）．

（1）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．
（2）试剂X、Y分别是饱和食盐水、碱石灰．
（3）装置B的作用是：除去Cl₂中的HCl气体，同时作安全瓶，监测装置C中是否发生堵塞；装置E的作用是：吸收多余的氯气，防止污染空气；同时防止空气中水蒸气进人装置．
（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10.00g于烧杯中，加入适量水和过量KI晶体，充分反应（样品中杂质不反应），反应的化学方程式为ICl₃+3KI═2I₂+3KCl，将所得溶液配制成100mL待测液，取25.00mL待测液，用2.000mol•L^-1的Na₂S₂O₃标准液滴定（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₂O₆^2-），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，溶液由蓝色褪为无色且半分钟内不恢复，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%．

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，为碱石灰，据此分析解答．

解答 解：（l）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；
（2）装置B中试剂X吸收氯气中的氯化氢气体，用饱和食盐水，装置E中的试剂Y吸收多余的氯气，并防止空气中的水蒸气进入装置，选用碱石灰；
故答案为：饱和食盐水；碱石灰；
（3）装置B，除去Cl₂中的HCl气体，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；装置E吸收多余的氯气，防止污染空气；同时防止空气中水蒸气进人装置；
故答案为：除去Cl₂中的HCl气体，同时作安全瓶，监测装置C中是否发生堵塞；吸收多余的氯气，防止污染空气；同时防止空气中水蒸气进人装置；
（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样品加入适量水和过量KI晶体，充分反应：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：$\frac{0.01mol×233.5g/mol×\frac{100mL}{25mL}}{10g}$=93.4%；
故答案为：ICl₃+3KI═2I₂+3KCl；当加入最后一滴标准液时，溶液由蓝色褪为无色且半分钟内不恢复；93.4%．

点评 本题考查性质实验方案的制备，为高频考点，把握氯气的性质、制法、装置的作用及ICl₃制备原理为解答的关键，题目难度中等．