Question

8．如圖1是某研究性學習小組設(shè)計制取氯氣并以氯氣為反應(yīng)物進行特定反應(yīng)的裝置

（1）要將C裝置接入B和D之間，正確的接法是：a→c→b→d．
（2）實驗開始先點燃A處的酒精燈，打開活塞K，讓Cl₂充滿整個裝置，再點燃D處的酒精燈．Cl₂通過C裝置后進入D，D裝置內(nèi)盛有炭粉，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成CO₂和HCl（g），發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為2Cl₂+C+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂．為了使C裝置發(fā)揮更好的作用，可向燒杯中加入濃硫酸，加入濃硫酸的作用是加入的濃硫酸溶于水放出大量的熱，有利于試管中的水變?yōu)樗�蒸氣，從而提供足量的水蒸氣供D中反應(yīng)需要．
（3）D處反應(yīng)完畢后，關(guān)閉彈簧夾K，移去兩個酒精燈，由于余熱的作用，A處仍有少量Cl₂產(chǎn)生，此時B中的現(xiàn)象是瓶中液面下降，長頸漏斗內(nèi)液面上升，B的作用是貯存少量Cl₂，避免Cl₂對環(huán)境造成污染．
（4）若將圖1中D、E裝置換為如圖2所示的裝置進行實驗，實驗過程中觀察到如下現(xiàn)象：D裝置中：溶液變紅；
E裝置中：水層溶液變黃，振蕩后，CCl₄層無明顯變化．請根據(jù)現(xiàn)象分析判斷Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性由強到弱的順序為Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺．更換此裝置后，存在一處明顯的不足，請指出：缺少尾氣處理裝置．

Answer 1

分析 （1）分析裝置D中反應(yīng)，反應(yīng)物有C、Cl₂，生成物有CO₂、HCl，顯然反應(yīng)物中缺少O、H兩種元素，C的作用的提供水蒸氣，連接方式應(yīng)選擇能讓Cl₂帶走更多水蒸氣的方式，氣體通過盛有水的試管時應(yīng)長進短出；
（2）根據(jù)反應(yīng)物和生成物，結(jié)合質(zhì)量守恒定律書寫化學方程式；利用濃硫酸溶于水放熱的性質(zhì)分析；
（3）關(guān)閉旋塞K，B中的氣體逐漸增多，壓強增大，B能貯存氣體；
（4）依據(jù)氧化性強的能夠制備氧化性弱的結(jié)合D、E中的現(xiàn)象判斷三種物質(zhì)的氧化性強弱順序，氯氣有毒，尾氣直接排放到空氣中能引起環(huán)境污染．

解答 解：（1）由裝置圖判斷判斷，氣體由B流經(jīng)C進入到D中反應(yīng)，氣體通過盛有水的試管時應(yīng)長進短出，否則不能通過C裝置，
故答案為：c，b；
（2）由題意知反應(yīng)為Cl₂、C、H₂O，生成物為HCl和CO₂，則反應(yīng)的化學方程式為2Cl₂+C+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂，C為提供水蒸氣的裝置，加入的濃硫酸溶于水放出大量的熱，有利于試管中的水變?yōu)樗�蒸氣�?br />故答案為：2Cl₂+C+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂；加入的濃硫酸溶于水放出大量的熱，有利于試管中的水變?yōu)樗�蒸氣，從而提供足量的水蒸氣供D中反應(yīng)需要； 
（3）關(guān)閉旋塞K，移去兩個酒精燈，由于余熱的作用，A處仍有少量Cl₂產(chǎn)生，B中的氣體逐漸增多，壓強增大，則導致瓶中液面下降，長頸漏斗內(nèi)液面上升，氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，B具有貯存少量氯氣，并能防止空氣污染，
故答案為：瓶中液面下降，長頸漏斗內(nèi)液面上升；貯存少量Cl₂，避免Cl₂對環(huán)境造成污染；
（4）依據(jù)D裝置中：溶液變紅；E裝置中：水層溶液變黃，振蕩后，CCl₄層無明顯變化，可知氯氣少量只氧化二價鐵離子，可知溴離子的還原性弱于二價鐵離子，則溴單質(zhì)的氧化性強于三價鐵離子，氯氣的氧化性強于溴，所以Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性由強到弱的順序為：Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺；氯氣有毒，尾氣直接排放到空氣中能引起環(huán)境污染，所以缺少尾氣處理裝置；
故答案為：Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺；缺少尾氣處理裝置．

點評 本題考查了氯氣的制備及性質(zhì)的檢驗，明確氯氣制備原理及化學性質(zhì)是解題關(guān)鍵，注意氧化還原反應(yīng)強弱規(guī)律及判斷方法，題目難度中等．