實(shí)驗(yàn)十三　主族非金屬元素（氯、溴、碘）

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/span>

1.掌握鹵素單質(zhì)氧化性和鹵化氫還原性遞變規(guī)律。

2.掌握鹵素含氧酸鹽的氧化性。

3.學(xué)會(huì)Cl-、Br-和I-的鑒定方法。

4.學(xué)習(xí)氯氣、次氯酸鹽、氯酸鹽的制備方法。

【儀器與試劑】

1.儀器　試管、離心試管、淀粉-KI試紙、Pb（Ac）2試紙、pH試紙。

2.試劑　NaCl固體、KBr固體、KI固體、NaCl（0.1mol·L-1）、KBr（0.1mol·L-1）、KI（0.1mol·L-1）、KClO3（飽和溶液）、KIO3（0.1mol·L-1）、MnSO4（0.2mol·L-1）、AgNO3（0.1mol·L-1）、NaHSO3（0.1mol·L-1）、飽和氯水、Br2水、I2水、H2SO4（濃，2mol·L-1）、濃HCl、HNO3（2mol·L-1）、氨水（2mol·L-1）、NaOH（2mol·L-1）、2%淀粉試液、品紅溶液、CCl4、次氯酸鈉溶液。

【實(shí)驗(yàn)步驟】

1.鹵化氫的還原性

3支干燥的試管中分別加入米粒大小的NaCl、KBr和KI固體，再分別加入2～3滴濃H2SO4使其反應(yīng)，觀察現(xiàn)象，并分別用濕潤(rùn)的pH試紙、濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙和濕潤(rùn)Pb（Ac）2試紙檢驗(yàn)逸出的氣體（應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)逐個(gè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并立即清洗試管）。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和反應(yīng)方程式。

2.鹵素含氧酸鹽的氧化性

（1）次氯酸鈉的氧化性　在4支試管中分別裝入1mL次氯酸鈉溶液，在第一支試管中加入4～5滴濃鹽酸，用濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙檢驗(yàn)逸出的氣體；在第二支試管中滴加0.1mol·L-1KI溶液及1滴淀粉試液；在第三支試管加入4～5滴0.2mol·L-1的MnSO4溶液；在第四支試管加入2滴品紅溶液。分別記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。寫(xiě)出有關(guān)的反應(yīng)方程式。

（2）氯酸鉀的氧化性

①往0.5mL飽和KClO3溶液加入幾滴濃鹽酸，用濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙檢驗(yàn)逸出的氣體。記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，寫(xiě)出反應(yīng)方程式。

②取4滴0.1mol·L-1KI溶液，加4滴飽和KClO3溶液，記錄現(xiàn)象。再加入幾滴2mol·L-1H2SO4溶液酸化，搖蕩，觀察溶液顏色的變化，繼續(xù)往該溶液中滴加KClO3溶液，又有何變化，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，寫(xiě)出相應(yīng)的反應(yīng)方程式。

（3）碘酸鉀的氧化性　取幾滴0.1mol·L-1KIO3溶液，加1～2滴稀硫酸酸化，再逐滴加0.1mol·L-1NaHSO3溶液，搖蕩，加數(shù)滴CCl4，再搖蕩，記錄現(xiàn)象。寫(xiě)出離子反應(yīng)方程式。

3. Cl-、Br-和I-的鑒定

（1）取2滴0.1mol·L-1NaCl溶液，加入1滴2mol·L-1HNO3溶液和2滴0.1mol·L-1AgNO3溶液，觀察現(xiàn)象。在沉淀中加入數(shù)滴2mol·L-1氨水溶液，振蕩試管使沉淀溶解，再加數(shù)滴2mol·L-1HNO3溶液，又有何變化。寫(xiě)出有關(guān)的離子反應(yīng)方程式。

（2）取2滴0.1mol·L-1KBr溶液，加1滴2mol·L-1H2SO4和0.5mL CCl4，再逐滴加入氯水，邊加邊搖蕩，觀察CCl4層顏色的變化。寫(xiě)出離子反應(yīng)方程式，得出結(jié)論。

（3）取2滴0.1mol·L-1KI溶液，加1滴2mol·L-1H2SO4和0.5mL CCl4，再逐滴加入氯水，邊加邊振蕩，觀察CCl4層顏色的變化。記錄現(xiàn)象，寫(xiě)出離子反應(yīng)方程式，得出結(jié)論。

4. Cl2、Br2、I2的氧化性及Cl-、Br-、I-的還原性

自己設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證鹵素單質(zhì)的氧化性順序和鹵離子的還原性強(qiáng)弱。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象寫(xiě)出反應(yīng)方程式。

查出有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，說(shuō)明鹵素單質(zhì)的氧化性順序和鹵離子的還原性順序。

【思考題】

1.用NaOH溶液和氯水配制NaClO溶液時(shí)，堿性太強(qiáng)會(huì)給后面的實(shí)驗(yàn)造成什么影響？

2.酸性條件下，KBrO3溶液與KBr溶液會(huì)發(fā)生什么反應(yīng)？KBrO3溶液與KI溶液又會(huì)發(fā)生什么反應(yīng)？

3.鑒定Cl-時(shí)，為什么要先加稀HNO3？而鑒定Br-和I-時(shí)為什么先加稀H2SO4而不加稀HNO3？

4.用碘化鉀-淀粉試紙檢驗(yàn)氯氣時(shí)，試紙先呈藍(lán)色，當(dāng)試紙?jiān)诼葰庵蟹胖脮r(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，藍(lán)色褪去。為什么？

【附】

鹵素的實(shí)驗(yàn)可按下述常量實(shí)驗(yàn)或微型實(shí)驗(yàn)的步驟進(jìn)行。

一、Cl2水、NaClO、KClO3的常量實(shí)驗(yàn)制備

實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)附圖1，蒸餾燒瓶中放入8g二氧化錳，分液漏斗中加入15mL濃鹽酸；A管中加入10mL 30%的氫氧化鉀溶液，A管置于70～80℃的熱水浴中；B管中裝有10mL 2mol·L-1NaOH溶液，B管置于冰水浴中；C管中裝有15mL蒸餾水；錐形瓶D中裝有2mol·L-1NaOH溶液以吸收多余的氯氣。錐形瓶口覆蓋浸過(guò)硫代硫酸鈉溶液的棉花（起什么作用？）

裝置組裝完成后，先檢查裝置的氣密性，在確保系統(tǒng)嚴(yán)密后，旋開(kāi)分液漏斗活塞，點(diǎn)燃酒精燈，讓濃鹽酸緩慢而均勻地滴入蒸餾燒瓶中，反應(yīng)生成的氯氣均勻地通過(guò)A、B、C管。當(dāng)A管中堿液呈黃色，進(jìn)而出現(xiàn)大量小氣泡，溶液由黃色轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)色時(shí)，停止加熱。待反應(yīng)停止后，向蒸餾燒瓶中注入大量水，然后拆除裝置。冷卻A管中的溶液，可析出氯酸鉀晶體。過(guò)濾，用少量冷藏水洗滌晶體一次，用傾析法傾去溶液，將晶體移至表面皿上，用濾紙吸干，得到氯酸鉀。B管中的次氯酸鈉溶液和C管中的氯水留作實(shí)驗(yàn)用。　

二、Cl2水、NaClO、KClO3的微型實(shí)驗(yàn)制備

【儀器】

多用滴管（4mL）、微型支管試管（4mL）、微型U形反應(yīng)管（10mL）、雙U形反應(yīng)管（4mL）。

【實(shí)驗(yàn)步驟】

1.氯氣、氯酸鉀、次氯酸鈉的制取及氯氣的性質(zhì)

（1）微型實(shí)驗(yàn)裝置如附圖2所示固定在鐵架臺(tái)上，用乳膠管相連。

（2）檢查裝置的氣密性　用酒精燈微熱支管試管2，如裝置不漏氣，支管試管內(nèi)的氣體受熱膨脹，可看到試管3導(dǎo)氣管中的液面下降，雙U形管6和7的液面波動(dòng)。

（3）操作

①按照附圖2的標(biāo)示裝入試劑，再將儀器連接好。

②按捏多用滴管1，滴加濃鹽酸。微熱支管試管（若試管2中裝有MnO2），控制氯氣產(chǎn)生的速度。保持氯氣發(fā)生器中反應(yīng)物微沸即可。

（4）注意觀察雙U形管中溶液的顏色發(fā)生了幾次變化，說(shuō)明原因，寫(xiě)出反應(yīng)方程式。

（5）看到雙U形管的最后一個(gè)U形管中的溶液變色了，即移去酒精燈，停止反應(yīng)，用自由夾夾緊氣體發(fā)生器的乳膠管。將氣體發(fā)生器移到通風(fēng)櫥中。將裝有濃KOH的增容U形反應(yīng)管放入冷水中。觀察析出晶體氯酸鉀。

（6）將氯酸鉀固體和次氯酸鈉溶液轉(zhuǎn)移至小燒杯中，待后續(xù)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)使用。

2.氯酸鉀、次氯酸鈉及碘酸鉀的氧化性

（1）次氯酸鈉的性質(zhì)　在0.7mL井穴板的4個(gè)孔穴內(nèi)，按附表1要求分別滴加2滴反應(yīng)物。再用1支多用滴管分別向各穴滴加2滴自制的NaClO溶液。觀察現(xiàn)象，寫(xiě)出反應(yīng)式。

（2）氯酸鉀的氧化性　在0.7mL井穴板的3個(gè)孔穴內(nèi)，按附表2要求分別滴加2滴反應(yīng)物。再用2支多用滴管分別向各穴滴加2滴自制的KClO3溶液。觀察現(xiàn)象，寫(xiě)出反應(yīng)式。

（3）碘酸鉀的氧化性　在0.7mL井穴板的2個(gè)孔穴內(nèi)，按附表3要求分別滴加反應(yīng)物。再用1支多用滴管分別向各穴滴加2滴飽和的KClO3溶液。觀察現(xiàn)象，寫(xiě)出反應(yīng)式。

【思考題】

1.怎樣區(qū)分氯酸鹽和次氯酸鹽？

2.在KI溶液中通入氯氣，開(kāi)始觀察到碘析出，繼續(xù)通過(guò)量的氯氣，為什么單質(zhì)碘又消失了？

【注意事項(xiàng)】

氯氣為劇毒、有刺激性氣味的黃綠色氣體，少量吸入人體會(huì)刺激鼻、喉部，引起咳嗽和喘息，大量吸入甚至?xí)滤劳觥?/p>

溴蒸氣對(duì)氣管、肺部、眼、鼻、喉都有強(qiáng)烈的刺激作用，凡涉及溴的實(shí)驗(yàn)都應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行。不慎吸入溴蒸氣時(shí)，可吸入少量氨氣和新鮮空氣解毒。液溴具有強(qiáng)烈的腐蝕性，能灼傷皮膚。移取液溴時(shí)，需戴橡皮手套。溴水的腐蝕性較液溴弱，在取用時(shí)不允許直接倒而要使用滴管取用。如果不慎把溴水濺在皮膚上，應(yīng)立即用水沖洗，再用碳酸氫鈉溶液或稀硫代硫酸鈉溶液沖洗。

氯酸鉀是強(qiáng)氧化劑，與可燃物質(zhì)接觸、加熱、摩擦或撞擊容易引起燃燒和爆炸，因此決不允許將它們混合保存。氯酸鉀易分解，不宜用大力研磨、烘干或烤干。實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將撒落的氯酸鉀及時(shí)清除干凈，不要倒入廢液缸中。