Question

某化学兴趣小组设计装置，进行实验探究KMnO₄与浓盐酸的反应。

[实验1]设计如图1所示装置，并验证氯气的漂白性。

(1)高锰酸钾与浓盐酸的反应中，浓盐酸表现出的性质是_________；若实验中产生2.24 L(标准状况)Cl₂，设N_A为阿伏加德罗常数的值，则转移的电子数为___________。

(2)利用装置C验证氯气是否具有漂白性，则装置中I、II、III处依次放入的物质可能是__________________。

[实验2]设计如图2所示装置，左侧烧杯中加入100 mL由2.00 mol·L^－1 KMnO₄和6 mol·L^－1 H₂SO₄组成的混合溶液，右侧烧杯中加入100 mL 5.00 mol·L^－1 BaCl₂溶液，盐桥选择KNO₃琼脂。

(3)若用98%的浓硫酸(密度为1.84 g·cm^－3)配制500 mL 6 mol·L^－1的稀硫酸时，除了需用到玻璃棒、烧杯、量筒之外，还必须用到的玻璃仪器为____________；下列操作会导致所配溶液浓度偏小的是____________(填字母)。

A.容量瓶内壁附有水珠却未干燥处理              B.加水定容时俯视刻度线

C.颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线又加水补足    D.稀释过程中有少量液体溅出烧杯外

(4)左侧烧杯中石墨电极上的电极反应式为________________________________；盐桥中的K^＋移向____________ (填“左”或“右”)侧烧杯的溶液中。

(5)实验发现，其他条件不变，改用10.0 mol·L^－1 H₂SO₄时，生成氯气的速率比使用6 mol·L^－1 H₂SO₄时快且产生的气体体积更大，其可能的原因是______________________________。

Answer

酸性、还原性 0.2NA 湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条 500mL容量瓶、胶头滴管 CD MnO+5e-+8H+=Mn2++4H2O 左 氢离子浓度大，KMnO4的氧化性增强，反应速率快能氧化更多的氯离子

【解析】

[实验1](1)高锰酸钾与浓盐酸反应制备Cl2时，HCl部分被氧化，生成了Cl2，体现出了还原性；生成了KCl和MnCl2，体现出酸性；

(2)氯气溶于水生成的HClO具有漂白性，利用饱和食盐水除去HCl的氯气中含有水蒸气，因此先通过湿润的有色布条，探究氯气是否有漂白性；

[实验2](4)KMnO4能够氧化HCl生成Cl2，KMnO4在此过程中得到电子，发生还原反应，左侧石墨电极为正极；

(5)一般条件下，酸性越强，氧化性越强，KMnO4与HCl的反应速率越快。

[实验1](1)高锰酸钾和浓盐酸制备Cl2的化学方程式为2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，HCl中有一部分Cl的化合价升高，生成了Cl2，体现出了还原性；有一部分化合价没有变化，形成了KCl和MnCl2，体现出了酸性；根据化学方程式生成5molCl2转移10mol电子，若产生的了2.24L即0.1molCl2，则转移的电子的物质的量为0.2mol，其数目为0.2NA；

(2)装置A生成Cl2，利用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，经过B装置的氯气中含有水蒸气，因此先经过湿润的有色布条，再干燥，在经过干燥的有色布条；因此I为湿润的有色布条，Ⅲ为干燥的有色布条，Ⅱ为无水氯化钙，用于干燥Cl2；

[实验2](3)用浓硫酸配制一定物质的量浓度的硫酸时，量取浓硫酸时需要量筒，浓硫酸稀释时，需要烧杯和玻璃棒；转移时，需要500mL容量瓶，定容时需要胶头滴管；因此还需要的玻璃仪器有500mL容量瓶、胶头滴管；

A．容量瓶内壁有水珠未干燥，对溶液中的硫酸的物质的量和溶液的体积均无影响，浓度不变，A不符合题意；

B．加水定容时，俯视刻度线，体积偏小，硫酸的浓度偏大，B不符合题意；

C．颠倒摇匀后，凹液面低于刻度线又补加水，相当于稀释，所配溶液浓度偏小，C符合题意；

D．稀释过程中，有少量液体溅出，则容量瓶溶液中的溶质减小，所配溶液浓度偏小，D符合题意；

答案选CD；

(4)利用原电池制备Cl2，左侧加入的KMnO4和H2SO4，KMnO4得到电子转化为Mn2＋，其电极反应式为MnO4－＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O；在原电池中，阳离子向正极移动，左侧KMnO4得到电子发生还原反应，则左侧的石墨电极为正极，则K＋向左移动；

(5)在一般情况下，酸性越强，氧化性越强；硫酸的浓度越大，氢离子浓度越大，高锰酸钾的氧化性越强，化学反应速率越快，能氧化更多的氯离子。