Question

9．常温下，KMnO₄固体和浓盐酸反应产生氯气．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验）?

实验过程：
Ⅰ．打开弹簧夹，打开活塞
a，滴加浓盐酸?
Ⅱ．当B和C中的溶液都变
为黄色时，夹紧弹簧夹?
Ⅲ．当B中溶液由黄色变为
棕红色时，关闭活塞a?
Ⅳ．…
（1）A中产生黄绿色气体，其电子式是?
（2）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是淀粉KI试纸变蓝?
（3）B中溶液发生反应的离子方程式是Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-?
（4）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是：打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D震荡．静至后CCl₄层溶液变为紫红色．
（5）过程Ⅲ实验的目的是确认C的黄色溶液中无Cl₂，排除Cl₂对溴置换碘实验的干扰?
（6）氯?溴?碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱?

Answer 1

分析 验证卤素单质氧化性的相对强弱，装置A：高锰酸钾溶液和浓盐酸反应生成氯化锰、氯化钾、氯气和水，装置A中生成氯气，烧瓶上端湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色，验证氯气的氧化性强于碘，装置B：装置B中盛有溴化钠，氯气进入装置B中，氯气氧化溴离子为溴单质，溶液呈橙红色，验证氯的氧化性强于溴，氯气有毒，能被氢氧化钠吸收，浸有氢氧化钠的棉花防止氯气污染空气，当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹，为验证溴的氧化性强于碘，实验时应避免氯气的干扰，当B中溶液由黄色变为棕红色时，说明有大量的溴生成，此时应关闭活塞a，否则氯气过量，影响实验结论．
（1）氯气颜色为黄绿色，高锰酸钾具有强氧化性，与浓盐酸反应生成氯气，氯气分子中，2个氯原子通过共用一对电子，形成共价键；
（2）氯气氧化性强于单质碘，碘遇淀粉变蓝色；
（3）氯气的氧化性强于溴，将氯气通入NaBr溶液中会有单质溴生成；
（4）如CCl₄层溶液变为紫红色，则说明有碘生成；
（5）为验证溴的氧化性强于碘，实验时应避免氯气的干扰；
（6）从原子结构（电子层数、原子半径）的角度分析．

解答 解：验证卤素单质氧化性的相对强弱，装置A：高锰酸钾溶液和浓盐酸反应生成氯化锰、氯化钾、氯气和水，装置A中生成氯气，烧瓶上端湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色，验证氯气的氧化性强于碘，装置B：装置B中盛有溴化钠，氯气进入装置B中，氯气氧化溴离子为溴单质，溶液呈橙红色，验证氯的氧化性强于溴，氯气有毒，能被氢氧化钠吸收，浸有氢氧化钠的棉花防止氯气污染空气，当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹，为验证溴的氧化性强于碘，实验时应避免氯气的干扰，当B中溶液由黄色变为棕红色时，说明有大量的溴生成，此时应关闭活塞a，否则氯气过量，影响实验结论．
（1）黄绿色气体为氯气，由高锰酸钾和浓盐酸发生氧化还原反应生成，氯气中存在1对氯氯共用电子对，氯原子最外层达到8电子稳定结构，电子式为：，
故答案为：；
（2）淀粉变蓝色，说明有单质碘生成，说明氯气氧化性强于单质碘，
故答案为：淀粉KI试纸变蓝；
（3）氯气的氧化性强于溴，将氯气通入NaBr溶液中会有单质溴生成，发生反应的离子方程式为：Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-，
故答案为：Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-；
（4）为验证溴的氧化性强于碘，应将C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，如发生氧化还原反应，则静至后CCl₄层溶液变为紫红色，
故答案为：打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D震荡．静至后CCl₄层溶液变为紫红色；
 （5）为验证溴的氧化性强于碘，实验时应避免氯气的干扰，当B中溶液由黄色变为棕红色时，说明有大量的溴生成，此时应关闭活塞a，否则氯气过量，影响实验结论，
故答案为：确认C的黄色溶液中无Cl₂，排除Cl₂对溴置换碘实验的干扰；
（6）因同一主族元素，从上到下，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，
故答案为：原子半径逐渐增大．

点评 本题主要考查了卤素单质氧化性的相对强弱的验证，根据实验现象并用卤素性质进行解释是解答关键，注意要排除干扰因素的存在，题目难度中等．