Question

【題目】某化學興趣小組設計裝置，進行實驗探究KMnO4與濃鹽酸的反應。

[實驗1]設計如圖1所示裝置，并驗證氯氣的漂白性。

(1)高錳酸鉀與濃鹽酸的反應中，濃鹽酸表現出的性質是_________；若實驗中產生2.24 L(標準狀況)Cl2，設NA為阿伏加德羅常數的值，則轉移的電子數為___________。

(2)利用裝置C驗證氯氣是否具有漂白性，則裝置中I、II、III處依次放入的物質可能是__________________。

[實驗2]設計如圖2所示裝置，左側燒杯中加入100 mL由2.00 mol·L－1 KMnO4和6 mol·L－1 H2SO4組成的混合溶液，右側燒杯中加入100 mL 5.00 mol·L－1 BaCl2溶液，鹽橋選擇KNO3瓊脂。

(3)若用98%的濃硫酸(密度為1.84 g·cm－3)配制500 mL 6 mol·L－1的稀硫酸時，除了需用到玻璃棒、燒杯、量筒之外，還必須用到的玻璃儀器為____________；下列操作會導致所配溶液濃度偏小的是____________(填字母)。

A.容量瓶內壁附有水珠卻未干燥處理 B.加水定容時俯視刻度線

C.顛倒搖勻后發現凹液面低于刻度線又加水補足 D.稀釋過程中有少量液體濺出燒杯外

(4)左側燒杯中石墨電極上的電極反應式為________________________________；鹽橋中的K＋移向____________ (填“左”或“右”)側燒杯的溶液中。

(5)實驗發現，其他條件不變，改用10.0 mol·L－1 H2SO4時，生成氯氣的速率比使用6 mol·L－1 H2SO4時快且產生的氣體體積更大，其可能的原因是______________________________。

Answer 1

【答案】酸性、還原性 0.2NA 濕潤的有色布條、無水氯化鈣、干燥的有色布條 500mL容量瓶、膠頭滴管 CD MnO+5e-+8H+=Mn2++4H2O 左 氫離子濃度大，KMnO4的氧化性增強，反應速率快能氧化更多的氯離子

【解析】

[實驗1](1)高錳酸鉀與濃鹽酸反應制備Cl2時，HCl部分被氧化，生成了Cl2，體現出了還原性；生成了KCl和MnCl2，體現出酸性；

(2)氯氣溶于水生成的HClO具有漂白性，利用飽和食鹽水除去HCl的氯氣中含有水蒸氣，因此先通過濕潤的有色布條，探究氯氣是否有漂白性；

[實驗2](4)KMnO4能夠氧化HCl生成Cl2，KMnO4在此過程中得到電子，發生還原反應，左側石墨電極為正極；

(5)一般條件下，酸性越強，氧化性越強，KMnO4與HCl的反應速率越快。

[實驗1](1)高錳酸鉀和濃鹽酸制備Cl2的化學方程式為2KMnO4＋16HCl(濃)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，HCl中有一部分Cl的化合價升高，生成了Cl2，體現出了還原性；有一部分化合價沒有變化，形成了KCl和MnCl2，體現出了酸性；根據化學方程式生成5molCl2轉移10mol電子，若產生的了2.24L即0.1molCl2，則轉移的電子的物質的量為0.2mol，其數目為0.2NA；

(2)裝置A生成Cl2，利用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl，經過B裝置的氯氣中含有水蒸氣，因此先經過濕潤的有色布條，再干燥，在經過干燥的有色布條；因此I為濕潤的有色布條，Ⅲ為干燥的有色布條，Ⅱ為無水氯化鈣，用于干燥Cl2；

[實驗2](3)用濃硫酸配制一定物質的量濃度的硫酸時，量取濃硫酸時需要量筒，濃硫酸稀釋時，需要燒杯和玻璃棒；轉移時，需要500mL容量瓶，定容時需要膠頭滴管；因此還需要的玻璃儀器有500mL容量瓶、膠頭滴管；

A．容量瓶內壁有水珠未干燥，對溶液中的硫酸的物質的量和溶液的體積均無影響，濃度不變，A不符合題意；

B．加水定容時，俯視刻度線，體積偏小，硫酸的濃度偏大，B不符合題意；

C．顛倒搖勻后，凹液面低于刻度線又補加水，相當于稀釋，所配溶液濃度偏小，C符合題意；

D．稀釋過程中，有少量液體濺出，則容量瓶溶液中的溶質減小，所配溶液濃度偏小，D符合題意；

答案選CD；

(4)利用原電池制備Cl2，左側加入的KMnO4和H2SO4，KMnO4得到電子轉化為Mn2＋，其電極反應式為MnO4－＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O；在原電池中，陽離子向正極移動，左側KMnO4得到電子發生還原反應，則左側的石墨電極為正極，則K＋向左移動；

(5)在一般情況下，酸性越強，氧化性越強；硫酸的濃度越大，氫離子濃度越大，高錳酸鉀的氧化性越強，化學反應速率越快，能氧化更多的氯離子。