高考化学一轮复习突破训练：制氯气型综合实验

制氯气型综合实验【原卷】大题训练（共10题）1.实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。（1）制备K2FeO4（夹持装置略）①A为氯气发生装置。A中反应的离子方程式为__________________（锰被还原为Mn2+）。②请在B方框内将除杂装置补充完整，并标明所用试剂。③C中得到紫色固体和溶液。C中主要反应的化学方程式为____________________。（2）探究K2FeO4的性质①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案：方案Ⅰ取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。方案Ⅱ用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有的离子为__________，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，该离子还可能由___________________产生（用离子方程式表示）。②根据K2FeO4的制备实验得出：氧化性Cl2____FeO42－（填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO42－的氧化性强弱关系相反，原因是________________。③资料表明，酸性溶液中的氧化性FeO42－＞MnO4－，验证实验如下：将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象能否证明氧化性FeO42－＞MnO4－。若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。理由或方案：___________________________________________。2.水合肼（N2H4·H2O）又名水合联氨，无色透明，是具有腐蚀性和强还原性的碱性液体，它是一种重要的化工试剂。利用尿素法生产水合肼的原理为：CO（NH2）2+2NaOH+NaClO＝N2H4·H2O+Na2CO3+NaCl。实验1：制备NaClO溶液。（已知：3NaClO2NaCl+NaClO3）（1）如图装置Ⅰ中烧瓶内发生反应的化学方程式为_______________________。（2）用NaOH固体配制溶质质量分数为30%的NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外还有__________（填字母）。A．烧杯B．容量瓶C．玻璃棒D．烧瓶（3）图中装置Ⅱ中用冰水浴控制温度的目的是_______________。实验2：制取水合肼。（4）图中充分反应后，____________（填操作名称）A中溶液即可得到水合肼的粗产品。若分液漏斗滴液速度过快，部分N2H4·H2O会参与A中反应并产生大量氮气，降低产品产率。写出该过程反应生成氮气的化学方程式______________。实验3：测定馏分中水合肼的含量。（5）称取馏分3.0g，加入适量NaHCO3固体（滴定过程中，调节溶液的pH保持在6.5左右），加水配成250mL溶液，移出25.00mL置于锥形瓶中，并滴加2～3滴淀粉溶液，用0.15mol·L－1的碘的标准溶液滴定（已知：N2H4·H2O+2I2＝N2↑+4HI+H2O）。①滴定时，碘的标准溶液盛放在________（填“酸式”或“碱式”）滴定管中。②下列能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏高的是________（填字母）。A．锥形瓶清洗干净后未干燥B．滴定前，滴定管内无气泡，滴定后有气泡C．读数时，滴定前平视，滴定后俯视D．盛标准液的滴定管水洗后，直接装标准液③实验测得消耗I2溶液的平均值为20.00mL，馏分中水合肼（N2H4·H2O）的质量分数为_________。3.氯化法是合成硫酰氯（SO2Cl2）的常用方法，实验室合成硫酰氯（SO2Cl2）的反应和实验装置如下：SO2（g）+Cl2（g）SO2Cl2（l）△H＝－97.3kJ/mol。有关信息如下：硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为－54.1℃，沸点为69.1℃，在潮湿空气中“发烟”，100℃以上开始分解，生成二氧化硫和氯气，长期放置也会发生分解。回答下列问题：（1）装置甲中仪器A的名称为__________，甲中活性炭的作用是__________，B的作用为________________；（2）装置丁中仪器C中试剂为浓盐酸，则装置丁中发生反应的离子方程式为______________；（3）氯磺酸（ClSO3H）加热分解，也能制得硫酰氯与另外一种物质，该反应的化学方程式为_____________________________，从中分离产物的方法是_____（填字母）；A．重结晶B．过滤C．蒸馏D．萃取（4）装置丙的作用为_____________________，若缺少装置乙，氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为_____________________________；（5）为提高本实验中硫酰氯的产率，宜进行的操作有_________（填序号）。①先通气、再通冷凝水②控制气流速率，宜慢不宜快③若三颈烧瓶发烫，可适当降温④加热三颈烧瓶4.三氯化磷（PCl3）是一种重要的有机合成催化剂。实验室常用红磷与干燥的Cl2制取PCl3，装置如下图所示。已知：红磷与少量Cl2反应生成PCl3，与过量Cl2反应生成PCl5。PCl3遇O2会生成POCl3（三氯氧磷），POCl3溶于PCl3，PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl。PCl3、POCl3的熔沸点见下表。物质熔点/℃沸点/℃PCl3－11275.5POCl32105.3请回答：（1）写出A中反应的离子方程式________________________。（2）B装置中所盛试剂是____________；E中烧杯内冷水的作用是____________。（3）实验前玻璃管之间连接需要用到橡皮管，其连接方法是：先把____________，然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管中。（4）检查装置气密性后，向D装置的曲颈瓶中加入红磷，打开K3通入干燥的CO2，一段时间后关闭K3，加热曲颈瓶至上部有黄色升华物出现时通入氯气，反应立即进行。其中通入干燥CO2的目的是__________________。（5）实验制得的粗产品中常含有POCl3、PCl5等，加入红磷加热除去PCl5后，再通过__________________（填实验名称）即可得到较纯净的PCl3。（6）实验后关闭K1，打开K2，将A、B中余氯通入300mL1mol/L的NaOH溶液中。若NaOH恰好完全反应，则吸收氯气的物质的量为（假设反应生成了NaCl、NaClO和NaClO3等钠盐）mol，反应中转移电子的物质的量（n）的范围是____________。5.“84消毒液”因1984年北京某医院研制使用而得名，在日常生活中使用广泛，其有效成分是NaClO。某小组在实验室制备NaClO溶液，并进行性质探究。（1）X固体为_________（填化学式），装置E的名称是_________。（2）氯气与NaOH溶液、NaHCO3溶液都会发生反应，生成物均含有+1价氯的物质，其化学式分别为____________、___________。（3）将反应后的装置C溶液，从pH＝11调到pH＝5的过程中，其溶液的漂白性逐渐_____，理由是_____________________。（4）装置C需要冰水浴，否则产率大大下降，原因是__________________。6.如图所示（B中冷却装置未画出），将氯气和空气（不参与反应）以体积比约1∶3混合通入含水8%的碳酸钠中制备Cl2O，并用水吸收Cl2O制备次氯酸溶液。已知：Cl2O极易溶于水并与水反应生成HClO；Cl2O的沸点为3.8℃，42℃以上分解为Cl2和O2。（1）①实验中控制氯气与空气体积比的方法是_______________________。②为使反应充分进行，实验中采取的措施有______________________________。③装置D的作用是____________________________________。（2）①装置B中产生Cl2O的化学方程式为：________________________________。②若B无冷却装置，则进入C中的Cl2O会大量减少。其原因是_______________。（3）装置C中采用棕色圆底烧瓶是因为______________________________________。（4）已知次氯酸可被H2O2、FeCl2等物质还原成Cl－。测定C中次氯酸溶液的物质的量浓度的实验方案为：用_____取20.00mL次氯酸溶液，加入足量的_________________，再加入足量的_______________，过滤，洗涤沉淀，在真空干燥箱中干燥，用电子天平称量沉淀质量。（可选用的试剂：H2O2溶液、FeCl2溶液、AgNO3溶液）。7.高碘酸钾（KIO4）溶于热水，微溶于冷水和氢氧化钾溶液，可用作有机物的氧化剂。制备高碘酸钾的装置图如下（夹持和加热装置省略）。回答下列问题：（1）装置I中仪器甲的名称是___________。（2）装置I中浓盐酸与KMnO4混合后发生反应的离子方程式是______________。（3）装置Ⅱ中的试剂X是___________。（4）装置Ⅲ中搅拌的目的是_______________________。（5）上述装置按气流由左至右各接口顺序为___________（用字母表示）。（6）装置连接好后，将装置Ⅲ水浴加热，通入氯气一段时间，冷却析岀高碘酸钾晶体，经过滤，洗涤，干燥等步骤得到产品。①写出装置Ⅲ中发生反应的化学方程式：_______________________。②洗涤时，与选用热水相比。选用冷水洗涤晶体的优点是___________。③上述制备的产品中含少量的KIO3，其他杂质忽略，现称取ag该产品配制成溶液，然后加入稍过量的用醋酸酸化的KI溶液，充分反应后，加入几滴淀粉溶液，然后用1.0mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的平均体积为bL。已知：KIO3+5KI+6CH3COOH＝3I2+6CH3COOK+3H2OKIO4+7KI+8CH3COOH＝4I2+8CH3COOK+4H2OI2+2Na2S2O3＝2NaI+N2S4O6则该产品中KIO4的百分含量是___________（Mr（KIO3）＝214，Mr（KIO4）＝230，列出计算式）。8.单晶硅是信息产业中重要的基础材料。工业上可用焦炭与石英砂（SiO2）的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO，SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图：实验过程中，石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物，SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解，有关物质的物理常数见下表：物质SiCl4AlCl3FeCl3沸点/℃57.7－315熔点/℃－70.0－－升华温度/℃－180300（1）装置B中的试剂是___________________，装置D中制备SiCl4的化学方程式是________________________。（2）D、E间导管短且粗的作用是______________________________。（3）G中吸收尾气一段时间后，吸收液中肯定存在OH－、Cl－和SO42－，请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他酸根离子（忽略空气中CO2的影响）。【提出假设】假设1：只有SO32－；假设2：既无SO32－也无ClO－；假设3：__________________。【设计方案进行实验】可供选择的实验试剂有：3mol/LH2SO4、1mol/LNaOH、0.01mol/LKMnO4、溴水、淀粉－KI、品红等溶液。取少量吸收液于试管中，滴加3mol/LH2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于a、b、c三支试管中，分别进行下列实验。请完成下表：序号操作可能出现的现象结论①向a试管中滴加几滴_____溶液若溶液褪色则假设1成立若溶液不褪色则假设2或3成立②向b试管中滴加几滴_____溶液若溶液褪色则假设1或3成立若溶液不褪色假设2成立③向c试管中滴加几滴_____溶液_____假设3成立9.三氯化硼（BCl3）是一种重要的化工原料，可用于制取乙硼烷（B2H6），也可作有机合成的催化剂。某兴趣小组拟选用下列装置制备BCl3：（已知：BCl3的混点为12.5℃，熔点为－107.3℃；2B+6HCl2BCl3↑+3H2↑）请回答下列问题：（1）装置A中发生反应的离子方程式为______________________________。（2）按气流方向连接各装置的接口，顺序为____________________→h。（3）装置E的两个作用是________________、________________，实验中若不用装置C，可能产生的危险是________________________。（4）BCl3遇水产生大量的白雾同时生成硼酸（H3BO3），其反应的化学方程式为________________。10.二氧化氯（ClO2）是一种高效消毒剂，易溶于水，沸点为11.0℃，极易爆炸。在干燥空气稀释条件下，用干燥的氯气与固体亚氯酸钠制备二氧化氯，装置如图：（1）仪器a的名称为_____________，装置A中反应的离子方程式为_______________。（2）试剂X是_______________________。（3）装置D中冰水的主要作用是_____________________。装置D内发生反应的化学方程式为______________________________。（4）装置E中主要反应的离子方程式为：____________________________。（5）已知NaClO2饱和溶液在不同温度时析出的晶体情况如下表。温度＜38℃38℃～60℃＞60℃析出晶体NaClO2·3H2ONaClO2分解成NaClO3和NaCl利用NaClO2溶液制得NaClO2晶体的操作步骤：55℃蒸发结晶、_________、38～60℃的温水洗涤、低于60℃干燥。（6）工业上也常用以下方法制备ClO2。①酸性条件下双氧水与NaClO3反应，则反应的离子方程式为_______________________。②如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。则阴极电极反应式为________________________________。制氯气型综合实验大题训练（共10题）1.实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。（1）制备K2FeO4（夹持装置略）①A为氯气发生装置。A中反应的离子方程式为__________________（锰被还原为Mn2+）。②请在B方框内将除杂装置补充完整，并标明所用试剂。③C中得到紫色固体和溶液。C中主要反应的化学方程式为____________________。（2）探究K2FeO4的性质①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案：方案Ⅰ取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。方案Ⅱ用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有的离子为__________，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，该离子还可能由___________________产生（用离子方程式表示）。②根据K2FeO4的制备实验得出：氧化性Cl2____FeO42－（填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO42－的氧化性强弱关系相反，原因是________________。③资料表明，酸性溶液中的氧化性FeO42－＞MnO4－，验证实验如下：将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象能否证明氧化性FeO42－＞MnO4－。若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。理由或方案：___________________________________________。【解析】（1）①高锰酸钾溶液和浓盐酸反应生成氯化锰、氯化钾、氯气和水，化学反应方程式为：2KMnO4+16HCl＝2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，离子反应方程式为：2MnO4－+16H++10Cl－＝2Mn2++5Cl2↑+8H2O。②制备的氯气中含有少量挥发出来的HCl气体，用饱和食盐水除去氯气中的HCl气体，则除杂装置：。③氯气与氢氧化钾和氢氧化铁反应生成高铁酸钾、氯化钾和水，反应的化学方程式为：3Cl2+10KOH+2Fe（OH）3＝2K2FeO4+6KCl+8H2O。（2）①方案Ⅰ中，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色可知a中含有Fe3+，Fe3+产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能是在酸性环境下高铁酸钾发生歧化反应生成Fe3+，其离子反应方程式为：4FeO42－+20H+＝4Fe3++3O2↑+10H2O。②制备K2FeO4的反应为：3Cl2+10KOH+2Fe（OH）3＝2K2FeO4+6KCl+8H2O，氯气作氧化剂，其氧化性Cl2＞FeO42－，而与方案Ⅱ实验的Cl2和FeO42－的氧化性强弱关系相反的原因是溶液的酸碱性不同。③该实验现象能证明氧化性：FeO42－＞MnO4－，因为FeO42－在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2，溶液浅紫色一定是MnO4－的颜色。【答案】（1）①2MnO4－+16H++10Cl－＝2Mn2++5Cl2↑+8H2O②③3Cl2+10KOH+2Fe（OH）3＝2K2FeO4+6KCl+8H2O（2）①Fe3+；4FeO42－+20H+＝4Fe3++3O2↑+10H2O②＞；溶液的酸碱性不同③能，FeO42－在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2，溶液浅紫色一定是MnO4－的颜色2.水合肼（N2H4·H2O）又名水合联氨，无色透明，是具有腐蚀性和强还原性的碱性液体，它是一种重要的化工试剂。利用尿素法生产水合肼的原理为：CO（NH2）2+2NaOH+NaClO＝N2H4·H2O+Na2CO3+NaCl。实验1：制备NaClO溶液。（已知：3NaClO2NaCl+NaClO3）（1）如图装置Ⅰ中烧瓶内发生反应的化学方程式为_______________________。（2）用NaOH固体配制溶质质量分数为30%的NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外还有__________（填字母）。A．烧杯B．容量瓶C．玻璃棒D．烧瓶（3）图中装置Ⅱ中用冰水浴控制温度的目的是_______________。实验2：制取水合肼。（4）图中充分反应后，____________（填操作名称）A中溶液即可得到水合肼的粗产品。若分液漏斗滴液速度过快，部分N2H4·H2O会参与A中反应并产生大量氮气，降低产品产率。写出该过程反应生成氮气的化学方程式______________。实验3：测定馏分中水合肼的含量。（5）称取馏分3.0g，加入适量NaHCO3固体（滴定过程中，调节溶液的pH保持在6.5左右），加水配成250mL溶液，移出25.00mL置于锥形瓶中，并滴加2～3滴淀粉溶液，用0.15mol·L－1的碘的标准溶液滴定（已知：N2H4·H2O+2I2＝N2↑+4HI+H2O）。①滴定时，碘的标准溶液盛放在________（填“酸式”或“碱式”）滴定管中。②下列能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏高的是________（填字母）。A．锥形瓶清洗干净后未干燥B．滴定前，滴定管内无气泡，滴定后有气泡C．读数时，滴定前平视，滴定后俯视D．盛标准液的滴定管水洗后，直接装标准液③实验测得消耗I2溶液的平均值为20.00mL，馏分中水合肼（N2H4·H2O）的质量分数为_________。【解析】（1）装置Ⅰ中烧瓶内浓盐酸与二氧化锰共热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O。（2）配制30%NaOH溶液时，用天平称量一定质量的氢氧化钠固体，在烧杯中加水溶解，并用玻璃棒搅拌，需要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒。（3）由题给信息可知，次氯酸钠受热易分解生成氯化钠和氯酸钠，图中装置Ⅱ中用冰水浴控制温度可以防止NaClO受热分解，影响水合肼的产率。（4）由反应方程式示可知，加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液可得到水合肼的粗产品；N2H4•H2O具有强还原性，若分液漏斗滴液速度过快，部分N2H4·H2O与次氯酸钠反应生成氮气、氯化钠和水，反应的化学方程式为N2H4•H2O+2NaClO＝N2↑+3H2O+2NaCl。（5）①碘的标准溶液具有氧化性，可以腐蚀橡皮管，应盛放在酸式滴定管中。②锥形瓶清洗干净后未干燥，不影响水合肼的物质的量，对实验结果无影响，故a错误；滴定前，滴定管内无气泡，滴定后有气泡会导致碘的标准溶液体积偏小，所测结果偏小，故b错误；读数时，滴定前平视，滴定后俯视会导致碘的标准溶液体积偏小，所测结果偏小，故c错误；盛标准液的滴定管水洗后，直接装标准液会稀释碘的标准溶液，导致碘的标准溶液体积偏大，所测结果偏高，故d正确；③由方程式N2H4·H2O+2I2＝N2↑+4HI+H2O可得如下关系N2H4·H2O~2I2，则3.0g馏分中n（N2H4·H2O）＝n（I2）×10＝×0.15mol·L－1×20×10－3L×10＝0.015mol，则馏分中水合肼（N2H4·H2O）的质量分数为×100%＝25%。【答案】（1）MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O（2）ac（3）防止NaClO受热分解，影响水合肼的产率（4）蒸馏；N2H4·H2O+2NaClO＝N2↑+3H2O+2NaCl（5）①酸式②d③25%3.氯化法是合成硫酰氯（SO2Cl2）的常用方法，实验室合成硫酰氯（SO2Cl2）的反应和实验装置如下：SO2（g）+Cl2（g）SO2Cl2（l）△H＝－97.3kJ/mol。有关信息如下：硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为－54.1℃，沸点为69.1℃，在潮湿空气中“发烟”，100℃以上开始分解，生成二氧化硫和氯气，长期放置也会发生分解。回答下列问题：（1）装置甲中仪器A的名称为__________，甲中活性炭的作用是__________，B的作用为________________；（2）装置丁中仪器C中试剂为浓盐酸，则装置丁中发生反应的离子方程式为______________；（3）氯磺酸（ClSO3H）加热分解，也能制得硫酰氯与另外一种物质，该反应的化学方程式为_____________________________，从中分离产物的方法是_____（填字母）；A．重结晶B．过滤C．蒸馏D．萃取（4）装置丙的作用为_____________________，若缺少装置乙，氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为_____________________________；（5）为提高本实验中硫酰氯的产率，宜进行的操作有_________（填序号）。①先通气、再通冷凝水②控制气流速率，宜慢不宜快③若三颈烧瓶发烫，可适当降温④加热三颈烧瓶【解析】（1）根据仪器的构造可判断装置甲中仪器A的名称为冷凝管或蛇形冷凝管或球形冷凝管；该反应需要催化剂，则甲中活性炭的作用是催化剂；硫酰氯在潮湿空气中“发烟”，而空气中含有水蒸气，则B的作用为防止水蒸气进入；（2）装置丁是提供氯气的，在酸性溶液中漂白粉能氧化氯离子生成氯气，则装置丁中发生反应的离子方程式为Cl－+ClO－+2H+＝Cl2↑+H2O；（3）氯磺酸（ClSO3H）加热分解，也能制得硫酰氯与另外一种物质，根据原子守恒可知另一种生成物是硫酸，因此该反应的化学方程式为：2ClSO3HH2SO4+SO2Cl2，硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为－54.1℃，沸点为69.1℃，而硫酸沸点高，则分离产物的方法是蒸馏，则C正确；（4）生成的氯气中含有氯化氢，所以装置丙的作用为除去HCl气体，氯气具有强氧化性，能氧化SO2，装置乙是干燥氯气的，因此若缺少装置乙，氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为SO2+Cl2+2H2O＝H2SO4+2HCl；（5）由于硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为－54.1℃，沸点为69.1℃，在潮湿空气中“发烟”；100℃以上开始分解，生成二氧化硫和氯气，长期放置也会发生分解，因此为提高本实验中硫酰氯的产率，在实验操作中需要注意的事项：①先通冷凝水，再通气，②控制气流速率，宜慢不宜快，③若三颈烧瓶发烫，可适当降温，但不能加热三颈烧瓶，否则会加速分解，②③正确。【答案】（1）蛇形冷凝管；催化剂；防止水蒸气进入（2）Cl－+ClO－+2H+＝Cl2↑+H2O（3）2ClSO3HH2SO4+SO2Cl2；C（4）除去HCl气体；SO2+Cl2+2H2O＝H2SO4+2HCl（5）②③4.三氯化磷（PCl3）是一种重要的有机合成催化剂。实验室常用红磷与干燥的Cl2制取PCl3，装置如下图所示。已知：红磷与少量Cl2反应生成PCl3，与过量Cl2反应生成PCl5。PCl3遇O2会生成POCl3（三氯氧磷），POCl3溶于PCl3，PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl。PCl3、POCl3的熔沸点见下表。物质熔点/℃沸点/℃PCl3－11275.5POCl32105.3请回答：（1）写出A中反应的离子方程式________________________。（2）B装置中所盛试剂是____________；E中烧杯内冷水的作用是____________。（3）实验前玻璃管之间连接需要用到橡皮管，其连接方法是：先把____________，然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管中。（4）检查装置气密性后，向D装置的曲颈瓶中加入红磷，打开K3通入干燥的CO2，一段时间后关闭K3，加热曲颈瓶至上部有黄色升华物出现时通入氯气，反应立即进行。其中通入干燥CO2的目的是__________________。（5）实验制得的粗产品中常含有POCl3、PCl5等，加入红磷加热除去PCl5后，再通过__________________（填实验名称）即可得到较纯净的PCl3。（6）实验后关闭K1，打开K2，将A、B中余氯通入300mL1mol/L的NaOH溶液中。若NaOH恰好完全反应，则吸收氯气的物质的量为（假设反应生成了NaCl、NaClO和NaClO3等钠盐）mol，反应中转移电子的物质的量（n）的范围是____________。【解析】（1）A装置是产生氯气的装置，二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气，离子方程式为MnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O，或者用高锰酸钾溶液与浓盐酸不加热制取氯气；（2）实验室常用红磷与干燥的Cl2制取PCl3，所以氯气需干燥后通入C中，B中盛放浓硫酸；PCl3的熔点较低，所以E中烧杯内冷水的作用是冷凝，便于收集产品；（3）玻璃管与橡胶管连接时，往往把胶管的一端用水浸湿，或把玻璃管口用水润湿，方便连接；（4）因为PCl3遇O2会生成POCl3，所以装置内不能存在氧气，所以通入干燥CO2的目的排尽曲颈瓶中的空气，防止PCl3与O2等发生副反应生成POCl3；（5）由信息可知，POCl3与PCl3都是液体，沸点相差较大，故可以用蒸馏的方法进行分离；（6）300mL1mol/L的NaOH溶液中Na元素的物质的量是0.3mol，根据元素守恒，生成的NaCl、NaClO和NaClO3等钠盐的总物质的量为0.3mol，所以需要氯气0.15mol；若只生成NaCl、NaClO，则转移的电子最少为0.15mol×2×1/2＝0.15mol，若只生成NaCl、NaClO3，则转移的电子最多，根据得失电子守恒，NaCl、NaClO3的物质的量之比是5：1，所以转移电子的物质的量为0.15mol×2×5/6＝0.25mol，当三种产物都存在时转移电子的物质的量介于二者之间0.15mol＜n＜0.25mol。【答案】（除标注外，每空2分，共15分）（1）MnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O（其他合理答案均计分）（2）浓硫酸冷凝，便于收集产品（合理答案均计分）（3）玻璃管口用水润湿（合理答案均计分）（4）排尽曲颈瓶中的空气，防止PCl3与O2等发生副反应（合理答案均计分）（5）蒸馏（6）0.15（1分）0.15mol＜n＜0.25mol（无单位此次不扣分）5.“84消毒液”因1984年北京某医院研制使用而得名，在日常生活中使用广泛，其有效成分是NaClO。某小组在实验室制备NaClO溶液，并进行性质探究。（1）X固体为_________（填化学式），装置E的名称是_________。（2）氯气与NaOH溶液、NaHCO3溶液都会发生反应，生成物均含有+1价氯的物质，其化学式分别为____________、___________。（3）将反应后的装置C溶液，从pH＝11调到pH＝5的过程中，其溶液的漂白性逐渐_____，理由是_____________________。（4）装置C需要冰水浴，否则产率大大下降，原因是__________________。【解析】（1）装置A中固体X和浓盐酸在常温下反应生成氯气，可以选用高锰酸钾；根据图示，装置E为干燥管；（2）氯气与NaOH溶液反应的方程式为Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O；氯水中存在平衡Cl2+H2O⇌HCl+HClO，HCO3－消耗H+，使平衡右移，HClO浓度增大，在碳酸氢钠溶液中得到HClO；（3）反应后的装置C溶液中含有NaClO，将溶液从pH＝11调到pH＝5的过程中，随着pH的降低，c（H+）增大，反应生成的c（HClO）也增大，溶液的漂白性逐渐增强；（4）氯气与碱的反应为放热反应，升高温度会使次氯酸钠分解，因此装置C需要冰水浴，否则产率大大下降。【答案】（1）KMnO4；干燥管（2）NaClO；HClO（3）增强；随着pH的降低，c（H+）增大，反应生成的c（HClO）也增大，溶液的漂白性逐渐增强（4）氯气与碱反应放热，使NaClO分解6.如图所示（B中冷却装置未画出），将氯气和空气（不参与反应）以体积比约1∶3混合通入含水8%的碳酸钠中制备Cl2O，并用水吸收Cl2O制备次氯酸溶液。已知：Cl2O极易溶于水并与水反应生成HClO；Cl2O的沸点为3.8℃，42℃以上分解为Cl2和O2。（1）①实验中控制氯气与空气体积比的方法是_______________________。②为使反应充分进行，实验中采取的措施有______________________________。③装置D的作用是____________________________________。（2）①装置B中产生Cl2O的化学方程式为：________________________________。②若B无冷却装置，则进入C中的Cl2O会大量减少。其原因是_______________。（3）装置C中采用棕色圆底烧瓶是因为______________________________________。（4）已知次氯酸可被H2O2、FeCl2等物质还原成Cl－。测定C中次氯酸溶液的物质的量浓度的实验方案为：用_____取20.00mL次氯酸溶液，加入足量的_________________，再加入足量的_______________，过滤，洗涤沉淀，在真空干燥箱中干燥，用电子天平称量沉淀质量。（可选用的试剂：H2O2溶液、FeCl2溶液、AgNO3溶液）。【解析】（1）①通过观察A中产生气泡的速率调节气体的流速可以控制氯气与空气体积比的方法；②多孔球泡增加气体与溶液的接触面积可以加快反应速率；为使反应充分进行，实验中采取的措施有搅拌、使用多孔球泡；③装置D的作用是吸收未反应的氯气，防止污染空气；（2）①装置B中，氯氯气和碳酸钠反应生成Cl2O，化学方程式为：2Cl2+Na2CO3＝Cl2O+2NaCl+CO2；②由于该反应为放热反应，温度升高Cl2O会分解，故进入C中的Cl2O会大量减少；（3）水吸收Cl2O制备次氯酸溶液，HClO见光易分解，故装置C中采用棕色圆底烧瓶；（4）次氯酸溶液既有酸性，又有强氧化性，应选用酸式滴定管；具体实验操作是，向20.00mL的次氯酸溶液里加入足量的H2O2溶液，再加入足量的AgNO3溶液，过滤、洗涤，在真空干燥箱中干燥沉淀，用电子天平称量沉淀的质量。【答案】（1）①通过观察A中产生气泡的速率调节流速②搅拌、使用多孔球泡③吸收未反应的氯气，防止污染空气（2）①2Cl2+Na2CO3＝Cl2O+2NaCl+CO2②该反应放热，温度升高Cl2O会分解（3）HClO见光易分解（4）酸式滴定管；H2O2溶液；硝酸银溶液7.高碘酸钾（KIO4）溶于热水，微溶于冷水和氢氧化钾溶液，可用作有机物的氧化剂。制备高碘酸钾的装置图如下（夹持和加热装置省略）。回答下列问题：（1）装置I中仪器甲的名称是___________。（2）装置I中浓盐酸与KMnO4混合后发生反应的离子方程式是______________。（3）装置Ⅱ中的试剂X是___________。（4）装置Ⅲ中搅拌的目的是_______________________。（5）上述装置按气流由左至右各接口顺序为___________（用字母表示）。（6）装置连接好后，将装置Ⅲ水浴加热，通入氯气一段时间，冷却析岀高碘酸钾晶体，经过滤，洗涤，干燥等步骤得到产品。①写出装置Ⅲ中发生反应的化学方程式：_______________________。②洗涤时，与选用热水相比。选用冷水洗涤晶体的优点是___________。③上述制备的产品中含少量的KIO3，其他杂质忽略，现称取ag该产品配制成溶液，然后加入稍过量的用醋酸酸化的KI溶液，充分反应后，加入几滴淀粉溶液，然后用1.0mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的平均体积为bL。已知：KIO3+5KI+6CH3COOH＝3I2+6CH3COOK+3H2OKIO4+7KI+8CH3COOH＝4I2+8CH3COOK+4H2OI2+2Na2S2O3＝2NaI+N2S4O6则该产品中KIO4的百分含量是___________（Mr（KIO3）＝214，Mr（KIO4）＝230，列出计算式）。【解析】（1）根据装置I中仪器甲的构造，该仪器的名称是圆底烧瓶；（2）浓盐酸与KMnO4反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水，根据得失电子守恒及电荷守恒和原子守恒写出离子方程式是2MnO4－+10Cl－+16H+＝2Mn2++5Cl2↑+8H2O；（3）装置II是氯气的尾气吸收装置，所用的试剂X应是NaOH溶液；（4）装置III为KIO4的制备反应发生装置，用氯气和NaOH的KIO3溶液反应，搅拌的目的是使反应混合物混合均匀，反应更充分；（5）根据以上分析，装置的连接顺序为I→IV→III→II，所以各接口顺序为aefcdb；（6）①装置III为KIO4的制备反应发生装置，氯气将KIO3氧化为KIO4，本身被还原为KCl，化学方程式为2KOH+KIO3+Cl2KIO4+2KCl+H2O；②根据题给信息，高碘酸钾（KIO4）溶于热水，微溶于冷水和氢氧化钾溶液，所以，与选用热水相比。选用冷水洗涤晶体的优点是降低KIO4的溶解度，减少晶体损失；③设ag产品中含有KIO3和KIO4的物质的量分别为x、y，则根据反应关系：KIO3~3I2，KIO4~4I2，I2~2Na2S2O3，①214x+230y＝a，②3x+4y＝0.5b，联立①、②，解得y＝mol，则该产品中KIO4的百分含量是×100%＝×100%。【答案】（1）圆底烧瓶（2）16H++10Cl－+2MnO4－＝2Mn2++8H2O+5Cl2↑（3）NaOH溶液（4）使反应混合物混合均匀，反应更充分（5）aefcdb（6）①2KOH+KIO3+Cl2KIO4+2KCl+H2O②降低KIO4的溶解度，减少晶体损失③×100%8.单晶硅是信息产业中重要的基础材料。工业上可用焦炭与石英砂（SiO2）的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO，SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图：实验过程中，石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物，SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解，有关物质的物理常数见下表：物质SiCl4AlCl3FeCl3沸点/℃57.7－315熔点/℃－70.0－－升华温度/℃－180300（1）装置B中的试剂是___________________，装置D中制备SiCl4的化学方程式是________________________。（2）D、E间导管短且粗的作用是______________________________。（3）G中吸收尾气一段时间后，吸收液中肯定存在OH－、Cl－和SO42－，请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他酸根离子（忽略空气中CO2的影响）。【提出假设】假设1：只有SO32－；假设2：既无SO32－也无ClO－；假设3：__________________。【设计方案进行实验】可供选择的实验试剂有：3mol/LH2SO4、1mol/LNaOH、0.01mol/LKMnO4、溴水、淀粉－KI、品红等溶液。取少量吸收液于试管中，滴加3mol/LH2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于a、b、c三支试管中，分别进行下列实验。请完成下表：序号操作可能出现的现象结论①向a试管中滴加几滴_____溶液若溶液褪色则假设1成立若溶液不褪色则假设2或3成立②向b试管中滴加几滴_____溶液若溶液褪色则假设1或3成立若溶液不褪色假设2成立③向c试管中滴加几滴_____溶液_____假设3成立【解析】（1）装置A是氯气发生装置，A中二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，其离子方程式为MnO2+4H++2Cl－Mn2++2H2O+Cl2↑；浓盐酸具有挥发性，所以制取得到的Cl2中含有杂质HCl及水蒸气，装置B的作用是除去杂质HCl，结合Cl2与水的反应是可逆反应的特点，装置B使用的试剂是饱和食盐水，用以除去杂质HCl；在D装置中二氧化硅、碳和氯气反应生成四氯化硅和一氧化碳，反应为：SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO；（2）石英砂中的杂质Fe、Al会与Cl2反应产生FeCl3、AlCl3，这两种物质的熔沸点比较高，在室温下成固态，D、E间导管短且粗就可防止生成物中的AlCl3，FeCl3等杂质凝结成固体堵塞导管；（3）由假设1和假设2可知，要检测的为SO32－和ClO－，故假设3为只有ClO－，又因为SO32－具有还原性，会使KMnO4溶液（或溴水）褪色，而ClO－不会，所以可以用0.01mol/LKMnO4溶液（或溴水）来检测，证明假设1成立；SO32－与硫酸反应产生H2SO3，H2SO3分解产生的SO2和ClO－具有漂白性，会使品红溶液褪色，所以可以用品红溶液来检测假设2是否成立；ClO－具有氧化性，可以氧化KI反应生成碘单质，碘单质遇到淀粉边蓝色，若溶液变为蓝色，证明含有ClO－，否则不含有ClO－，因此可以使用淀粉－KI溶液用来检测假设3是否成立。【答案】（1）饱和食盐水；SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO（2）防止生成物中的AlCl3，FeCl3等杂质凝结成固体堵塞导管（3）只有ClO－；①0.01mol/LKMnO4溶液（或溴水）②品红③淀粉－KI；若溶液变为蓝色9.三氯化硼（BCl3）是一种重要的化工原料，可用于制取乙硼烷（B2H6），也可作有机合成的催化剂。某兴趣小组拟选用下列装置制备BCl3：（已知：BCl3的混点为12.5℃，熔点为－107.3℃；2B+6HCl2BCl3↑+3H2↑）请回答下列问题：（1）装置A中发生反应的离子方程式为______________________________。（2）按气流方向连接各装置的接口，顺序为____________________→h。（3）装置E的两个作用是________________、____