Question

10．氯氣是一種重要的化工原料，在工農業(yè)生產、生活中有著重要的應用．請你根據所學知識回答下列問題：
（1）把氯氣緩慢通入紫色石蕊溶液中，可以觀察到的現(xiàn)象是溶液先變紅色后褪色．
（2）某化學興趣小組計劃用氯氣和氫氧化鈉制取簡易消毒液．
①其反應原理為：（用離子方程式表示）Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
②實驗室配制好4.0mol•L^-1的NaOH溶液，這種溶液50mL才能與2.24L氯氣（標準狀況）恰好完全反應．
（3）配制250mL 4.0mol•L^-1 NaOH溶液的實驗步驟：
a．計算需要氫氧化鈉固體的質量
b．稱量氫氧化鈉固體
c．將燒杯中的溶液注入容量瓶，并用少量蒸餾水洗滌燒杯內壁2～3次，洗滌液也注入容量瓶．
d．用適量蒸餾水溶解稱量好的氫氧化鈉固體，靜置冷卻．
e．蓋好瓶塞，反復上下顛倒，搖勻．
f．繼續(xù)向容量瓶中加蒸餾水至刻度線下1cm～2cm時，改用膠頭滴管加蒸餾水至凹液面與刻度線相切．
①用天平稱量的所需氫氧化鈉固體的質量是40g．
②上述步驟的正確操作順序a、b、d、c、f、e．
（4）某化學實驗小組的同學為了證明、比較SO₂和氯水的漂白性，設計了如圖1所示的實驗裝置．

①實驗室常選用制CO₂的發(fā)生裝置，用KMnO₄和濃鹽酸制Cl₂；選用Cu和濃硫酸反應制取SO₂時，應選用上圖A、E兩發(fā)生裝置中E裝置（填裝置序號），反應的化學方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，．
②反應開始后，發(fā)現(xiàn)B、D兩個試管中的品紅溶液都褪色，停止通氣后，給B、D兩個試管加熱，兩個試管中的現(xiàn)象分別為B：無變化，
D：恢復紅色．
（5）化學實驗小組的同學還利用圖2所示裝置探究SO₂和Cl₂按不同比例混合后的漂白性．
試分析：
①在氣體進入品紅溶液之前，先將SO₂和Cl₂通過盛有濃硫酸裝置的目的是：a．控制氣體通入速率；b．使SO₂和Cl₂充分混合．
②實驗過程中發(fā)現(xiàn)：通氣一段時間后，品紅溶液幾乎不褪色，其原因是SO₂+Cl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄（用化學方程式表示）．

Answer 1

分析 （1）氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，次氯酸有漂白性，紫色石蕊試液遇酸變藍色；
（2）①氯氣和氫氧根離子反應生成氯離子、次氯酸根離子和水；
②由Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O及物質的量計算解答；
（3）結合m=cVM計算質量，配制溶液的步驟為：計算、稱量、溶解、冷卻、轉移、洗滌、定容、搖勻、裝瓶等，結合步驟分析使用的儀器；
（4）①Cu和濃硫酸反應制取SO₂時，需加熱才能發(fā)生；②根據二氧化硫的漂白性是可逆的，而氯水的漂白性是不可逆的進行解答；
（5）①氯氣和二氧化硫在該裝置中能充分混合，且通過觀察氣泡的速度控制氣體流量，使二者按一定比列混合；
②氯氣和二氧化硫在水溶液中恰好發(fā)生氧化還原反應，轉化成沒有漂白性的鹽酸和硫酸；

解答 解：（1）氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，溶液中含有酸，紫色石蕊試液遇酸變紅色，所以溶液呈現(xiàn)紅色，但次氯酸有漂白性，所以溶液立即褪色，故答案為：溶液先變紅色后褪色；
（2）氯氣和氫氧根離子反應生成氯離子、次氯酸根離子和水，離子方程式為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
n（Cl₂）=$\frac{2.24L}{22.4L•mo{l}^{-1}}$=0.1mol
由Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O
知n（NaOH）=2n（Cl₂）=2×0.1mol=0.2mol
V（NaOH溶液）=$\frac{0.2mol}{4.0mol•{L}^{-1}}$=0.05L，
故答案為：50ml；
（3）①n（NaOH）=0.25L×4.0mol•L^-1=1.0mol，m（NaOH）=1.0mol×40g•mol^-1=40g，故答案為：40g；
②配制溶液的步驟為：計算、稱量、溶解、冷卻、轉移、洗滌、定容、搖勻、裝瓶等，則正確的順序為a、b、d、c、f、e，故答案為：a、b、d、c、f、e；
（4）①Cu和濃硫酸反應制取SO₂時，需加熱才能發(fā)生，反應方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，故答案為：E；Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
②SO₂使品紅褪色，生成不穩(wěn)定的無色物質，可以看作是一個化合反應．該生成的無色物質不很穩(wěn)定，受熱又能分解放出SO₂，而恢復原來的紅色．氯氣使品紅褪色是氧化性漂白，不可還原，無法恢復，
故答案為：無變化；恢復紅色；
（5）①氯氣和二氧化硫在該裝置中能充分混合，且通過觀察氣泡的速度控制氣體流量，使二者按一定比列混合，故答案為：使SO₂和Cl₂充分混合；
②氯氣和二氧化硫在水溶液中恰好發(fā)生氧化還原反應，轉化成沒有漂白性的鹽酸和硫酸，反應方程式為：SO₂+Cl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄，故答案為：SO₂+Cl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄．

點評 本題考查氯氣的性質及溶液的配制，把握發(fā)生的化學反應及溶液配制的步驟為解答的關鍵，注重基礎知識的考查，題目難度不大．