Question

如圖所示，是一個制取氯氣并以氯氣為原料進行特定反應的裝置，其中各試劑瓶裝的試劑為：B（碘化鉀淀粉溶液），C（水），E（紫色石蕊試液）．
（1）A是氯氣發(fā)生裝置，蒸餾燒瓶中盛放MnO₂固體，分液漏斗中盛放濃鹽酸，實驗開始時，先點燃A處酒精燈，打開分液漏斗旋塞和Ⅰ處活塞，讓氯氣充滿整個裝置，再點燃D處酒精燈．請回答以下問題：
①怎樣證明氯氣已經(jīng)充滿了整個裝置______；
②B中的實驗現(xiàn)象是______．
（2）在D裝置的硬質玻璃管內盛有碳粉，發(fā)生氧化還原反應，一種產(chǎn)物能使E處紫色石蕊試液變紅，另一產(chǎn)物能使澄清石灰水變渾濁，根據(jù)信息寫出D中反應的化學方程式______．
（3）在E處，紫色石蕊試液的顏色由紫色變?yōu)榧t色，再變?yōu)闊o色，其原因是______．
（4）D處反應完畢后關閉分液漏斗旋塞，移去酒精燈，但由于余熱的作用，A處仍有氯氣產(chǎn)生，此時應該怎樣操作______；裝置Ⅰ中的現(xiàn)象是______．
（5）若將C中的水換成氫氧化鈉溶液，溶液中不但有NaClO還有NaClO₃，其物質的量比為2：1，則參加反應的氧化劑和還原劑的物質的量比為：______．

Answer 1

解：（1）①氯氣是黃綠色，當充滿黃綠色氣體時證明收集滿；
故答案為：觀察當整個裝置內充滿黃綠色氣體時，說明氯氣已充滿整個裝置；
②B中是碘化鉀淀粉溶液，氯氣會氧化碘離子為單質碘；單質碘遇淀粉變藍；
故答案為：溶液變藍；
（2）硬質玻璃管內盛有碳粉，發(fā)生氧化還原反應，一種產(chǎn)物能使E處紫色石蕊試液變紅，另一產(chǎn)物能使澄清石灰水變渾濁，說明生成氯化氫和二氧化碳，證明C是提供水蒸氣的主要，碳、氯氣和水蒸氣反應生成氯化氫和二氧化碳，反應的化學方程式為：C+2H₂O+2Cl₂ CO₂↑+4HCl↑，
故答案為：C+2H₂O+2Cl₂CO₂↑+4HCl↑；
（3）在E處，紫色石蕊試液的顏色由紫色變?yōu)榧t色，再變?yōu)闊o色，是因為氯氣和水反應生成氯化氫和次氯酸，鹽酸使石蕊變紅色，次氯酸具有漂白作用使紅色褪去，
故答案為：生成的HCl使紫色石蕊試液變紅色，剩余的氯氣又與水作用生成次氯酸，又起漂白作用，使紅色褪去；
（4）反應完畢后關閉分液漏斗旋塞，移去酒精燈，但由于余熱的作用，A處仍有氯氣產(chǎn)生，可以利用Ⅰ裝置進行儲氣，把裝置Ⅰ中的活塞關閉，隨氯氣增多，b中壓強增大，液體被壓入c中；b瓶內液面下降，c中液面上升，
故答案為：關閉Ⅰ處活塞；Ⅰ處b瓶內液面下降，c中液面上升；
（5）C中的水換成氫氧化鈉溶液，溶液中不但有NaClO還有NaClO₃，其物質的量比為2：1，依據(jù)氧化還原反應中：氯元素化合價升高，Cl₂～2NaClO～2e^-；Cl₂～NaClO₃～5e^-，氯元素化合價降低，Cl₂～Cl^-～e^-，依據(jù)電子守恒得到，電子轉移7mol電子，所以做氧化劑的氯氣為7mol，還原劑為3mol，所以參加反應的氧化劑和還原劑的物質的量比為7：3，
故答案為：7：3．
分析：（1）①氯氣是黃綠色氣體；
②B中是碘化鉀淀粉溶液，氯氣會氧化碘離子為單質碘；
（2）依據(jù)通入的氣體有氯氣、玻璃管中是碳，利用C中提供的水蒸氣反應生成氯化氫和二氧化碳；
（3）多余的氯氣和是反應生成鹽酸使石蕊試液變紅，生成的次氯酸具有漂白性會使溶液褪色；
（4）反應完畢后關閉分液漏斗旋塞，移去酒精燈，但由于余熱的作用，A處仍有氯氣產(chǎn)生，可以利用Ⅰ裝置進行儲氣，把裝置Ⅰ中的活塞關閉，隨氯氣增多，b中壓強增大，液體被壓入c中；
（5）C換成氫氧化鈉溶液，氯氣和氫氧化鈉反應生成次氯酸鈉、氯酸鈉和水，依據(jù)氧化還原反應判斷產(chǎn)物還有氯化鈉，結合電子守恒書寫配平化學方程式計算得到．
點評：本題考查了氯氣實驗室制備，氯氣性質驗證和除雜方法，反應產(chǎn)物判斷，氧化還原反應電子守恒的計算應用和反應分析，題目難度中等．