讀下列有關(guān)化學(xué)史剪輯,參與科學(xué)發(fā)現(xiàn)的探究。
材料1 在發(fā)現(xiàn)溴的前幾年,德國(guó)著名的有機(jī)化學(xué)家李比希接受了一家制鹽廠的請(qǐng)求,分析母液中含有什么成分。在分析過(guò)程中,他發(fā)現(xiàn)往母液中加入淀粉碘化物,過(guò)夜后母液變成黃色;再將氯氣通入母液進(jìn)行蒸餾,得到一種黃色液體。他沒(méi)有分析研究就判斷該液體是氯化碘,并把裝有該液體的瓶子貼上了氯化碘的標(biāo)簽。
法國(guó)化學(xué)家巴拉爾在研究鹽湖中植物的時(shí)候,把從大西洋和地中海沿岸采集到的黑角菜燃燒成灰,然后用浸泡的方法得到一種灰黑色的浸取液。他往浸取液中加入氯水和淀粉后,溶液分為兩層:下層顯藍(lán)色,這是由于淀粉與溶液中的碘生成了化合物;上層顯棕黃色,這是以前沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的現(xiàn)象。為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?巴拉爾猜想,可能有兩種情況:一是氯氣與溶液中的碘形成了氯化碘,這種化合物使溶液呈棕黃色;二是氯氣把溶液中的新元素置換出來(lái),因而上層溶液呈棕黃色。于是巴拉爾想了很多方法,試圖把新的物質(zhì)直接分開(kāi),但都沒(méi)有成功。
材料2 巴拉爾分析棕黃色物質(zhì)可能不是氯化碘,而是一種與氯、碘相似的新元素。他用乙醚將棕黃色物質(zhì)萃取出來(lái),再在棕黃色物質(zhì)中加入苛性鉀溶液,則棕黃色褪去,加熱蒸發(fā)至干,剩下的物質(zhì)像氯化鉀一樣!
材料3 巴拉爾然后把像氯化鉀的物質(zhì)與濃硫酸、二氧化錳共熱,則產(chǎn)生紅棕色有惡臭氣味的氣體,冷凝后得到棕黃色液體。
材料4 巴拉爾判斷,這是與氯、碘相似的新元素,判斷最終獲得證實(shí),并以希臘文惡臭(Bromium)加以命名。
請(qǐng)你追隨科學(xué)家的足跡,一起來(lái)參與設(shè)計(jì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)方案。
(1)氯化碘的相對(duì)分子質(zhì)量與單質(zhì)溴的很接近,水溶液顏色也相近。氯化碘作為一種擬鹵素,下列有關(guān)其性質(zhì)的猜想肯定不正確的是________。
A.氯化碘常溫下是一種液體,易溶于有機(jī)溶劑
B.氯化碘既有氧化性又有還原性
C.氯化碘中碘元素的化合價(jià)為0
D.氯化碘的氧化性介于單質(zhì)碘和氯氣之間
(2)上述液體若是氯化碘,則氯化碘與苛性鉀溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________;若是溴,則溴與苛性鉀溶液反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________。
(3)若氯化碘與堿溶液反應(yīng)后蒸干得到的物質(zhì)與濃硫酸、二氧化錳共熱,則產(chǎn)生的現(xiàn)象可能是_____________;若反應(yīng)后的產(chǎn)物是溴化鉀,則與濃硫酸、二氧化錳共熱,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
_____________________________________。
(4)結(jié)合上面溴的發(fā)現(xiàn)史,給你的啟示有哪些?請(qǐng)用簡(jiǎn)短的語(yǔ)言表述:_____________
_____________________________________。
見(jiàn)分析
【試題分析】
該題是一道以化學(xué)史料為載體的試題,讓同學(xué)們通過(guò)認(rèn)識(shí)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程,培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,同時(shí)學(xué)習(xí)科學(xué)家的高貴品質(zhì)以及科學(xué)研究的一般方法。
(1)氯化碘作為一種擬鹵素,其性質(zhì)應(yīng)與鹵素單質(zhì)的相似,因其相對(duì)分子質(zhì)量與溴的接近,常溫下也應(yīng)為液體,且易溶于有機(jī)溶劑。氯化碘中碘元素顯+1價(jià),氯元素顯-1價(jià),+1價(jià)的碘元素具有氧化性且比單質(zhì)碘的氧化性強(qiáng)(ICl+KI=I
2+KCl),-1價(jià)的氯元素具有還原性。故答案為C。
(2)本題關(guān)鍵是明白ICl中碘元素顯+1價(jià),氯元素顯-1價(jià),溶于水時(shí)未發(fā)生氧化還原反應(yīng)。故答案為:ICl+2KOH=KIO+KCl+H
2O;Br
2+2OH
-=BrO
-+Br
-+H
2O。
(3)若氯化碘與堿溶液的反應(yīng)產(chǎn)物與濃硫酸、二氧化錳共熱,則產(chǎn)物中有Cl
2和I
2,故產(chǎn)生的現(xiàn)象為有黃綠色氣體產(chǎn)生并有紫煙生成;若是溴化鉀,可看作KBr先與濃H
2SO
4反應(yīng)生成HBr,HBr再與MnO
2反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KBr+MnO
2+3H
2SO
4(濃)■2KHSO
4+MnSO
4+Br
2+2H
2O。
(4)科學(xué)研究既要有嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度和精湛的操作技術(shù),又要有正確的理論指導(dǎo)和思考方法。