Question

12．為驗證鹵素單質氧化性的相對強弱，某小組用下圖所示裝置進行實驗（夾持儀器已略去，氣密性已檢查）．

已知：2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O
實驗過程：
Ⅰ．打開彈簧夾，打開活塞a，滴加濃鹽酸．
Ⅱ．當B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時，夾緊彈簧夾．
Ⅲ．當B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時，關閉活塞a．
Ⅳ．…
（1）驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現象是KI淀粉試紙變藍．
（2）B中溶液發(fā)生反應的離子方程式是Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-．
（3）為驗證溴的氧化性強于碘，過程Ⅳ的操作和現象是打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關閉活塞b，取下D振蕩．靜置后CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色．
（4）過程Ⅲ實驗的目的是確認C的黃色溶液中無Cl₂，排除Cl₂對溴置換碘實驗的干擾．
（5）氯、溴、碘單質的氧化性逐漸減弱的原因：同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大（或電子層數逐漸增加），得電子能力逐漸減弱．

Answer 1

分析 裝置A中是高錳酸鉀固體和滴入的鹽酸反應生成氯氣，氯氣和KI反應生成I₂，I₂單質遇到淀粉變藍色，生成的氯氣通入裝置B中和NaBr反應生成溴單質，證明氯氣氧化性大于溴，通過裝置C排除Cl₂對溴置換碘實驗的干擾，溴單質和碘化鉀反應生成碘單質，在四氯化碳中呈紫紅色，證明溴單質氧化碘單質，
（1）根據氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性，并檢驗產物碘；
（2）B中氯氣與溴離子發(fā)生氧化還原反應生成溴單質和氯離子；
（3）根據氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性，并檢驗產物碘的存在；
（4）為驗證溴的氧化性強于碘，實驗時應避免氯氣的干擾；
（5）從原子結構（電子層數、原子半徑）的角度分析．

解答 解：（1）因Cl₂的氧化性大于I₂的氧化性，根據氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性，可發(fā)生：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，I₂能使淀粉變藍，
故答案為：淀粉KI試紙變藍；
（2）因Cl₂的氧化性大于Br₂的氧化性，根據氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性，可發(fā)生：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-，
故答案為：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；
（3）因Cl₂的氧化性大于I₂的氧化性，根據氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性，會發(fā)生反應：Br₂+2I^-=I₂+2Br^-，同時檢驗產物碘的存在，所以為驗證溴的氧化性強于碘，過程Ⅳ的操作和現象為：打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關閉活塞b，取下D振蕩．靜置后CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色，
故答案為：打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關閉活塞b，取下D振蕩．靜置后CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色；
（4）為驗證溴的氧化性強于碘，實驗時應避免氯氣的干擾，當B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時，說明有大量的溴生成，此時應關閉活塞a，否則氯氣過量，影響實驗結論，
故答案為：確認C的黃色溶液中無Cl₂，排除Cl₂對溴置換碘實驗的干擾；
（5）因同一主族元素，從上到下，電子層數依次增多，原子半徑逐漸增大，元素的金屬性逐漸增強，原子核對最外層電子的引力逐漸減弱，
故答案為：原子半徑逐漸增大（或電子層數逐漸增加）．

點評 本題主要考查了鹵素單質間的置換反應，題目難度中等，注意掌握鹵素單質的性質及遞變規(guī)律，試題側重基礎知識的考查，培養(yǎng)了學生靈活應用基礎知識的能力和化學實驗能力．