Question

11．某課外活動(dòng)興趣小組欲用下列化學(xué)試劑在實(shí)驗(yàn)室里制取Cl₂并驗(yàn)證Cl₂的某些化學(xué)性質(zhì)．實(shí)驗(yàn)試劑：3mol•L^-1 H₂SO₄、1mol•L^-1 NaOH溶液、MnO₂、KMnO₄、吸收少量SO₂的NaOH溶液、濃鹽酸、紫色石蕊試液、飽和NaCl溶液、BaCl₂溶液、品紅溶液．甲小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖，在B中加入吸收少量SO₂的NaOH溶液，D中加入1mol•L^-1 NaOH溶
液．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
Ⅰ．（1）寫(xiě)出儀器X的名稱：分液漏斗．
（2）寫(xiě)出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O．
（3）C裝置的作用是完全緩沖，防倒吸．
（4）甲小組通過(guò)該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證Cl₂的氧化性（填“漂白性”、“還原性”或“氧化性”）．
（5）乙小組認(rèn)為甲小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置有缺陷，請(qǐng)你幫助甲小組完善該裝置．即還要在A和B（填“A”、“B”、“C”或“D”）裝置間連接一個(gè)裝有飽和食鹽水的洗氣裝置．
Ⅱ．丙小組認(rèn)為反應(yīng)一段時(shí)間后，B裝置溶液（強(qiáng)堿性）中肯定存在Cl^-、OH^-和SO₄^2-，可能還含有其他陰離子．請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)幫助丙小組探究該吸收液中可能存在的其他陰離子．
（1）提出合理假設(shè)
假設(shè)1：只存在SO₃^2-，或只存在ClO^-．
假設(shè)2：可能兩者都不存在（填“存在”或“不存在”）．
（2）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)的正確性：取適量吸收液于兩支試管中，向一支試管中加入足量鹽酸，若產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體，則有SO₃^2-；向另一支試管中加入鹽酸，再加幾滴紫色石蕊試液，若溶液先變紅后褪色，則有ClO^-（其他合理答案也可）．

Answer 1

分析 Ⅰ．實(shí)驗(yàn)室用A裝置制取氯氣，高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，濃鹽酸具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣；在B中加入吸收少量SO₂的NaOH溶液，則B中含有亞硫酸鈉，亞硫酸鈉具有還原性，氯氣具有氧化性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成HCl和硫酸鈉；C裝置用來(lái)收集氯氣，且有緩沖作用，防止產(chǎn)生倒吸；氯氣有毒不能直接排空，用NaOH溶液處理尾氣，所以D裝置中盛放NaOH溶液；
（1）X裝置名稱是分液漏斗；
（2）濃鹽酸和高錳酸鉀溶液反應(yīng)生成氯化錳、KCl和氯氣；
（3）有緩沖作用的裝置能防止倒吸；
（4）B裝置中亞硫酸鈉具有還原性，能被強(qiáng)氧化劑氧化；
（5）濃鹽酸具有揮發(fā)性，所以生成的氯氣中含有HCl，要用飽和食鹽水除去HCl；
Ⅱ．（1）如果氯氣不足量，則溶液中可能還含有SO₃^2-；如果氯氣過(guò)量，氯氣和水反應(yīng)還生成次氯酸，所以溶液中可能還有ClO^-；如果氯氣和亞硫酸根離子恰好反應(yīng)則溶液中亞硫酸根離子或次氯酸根離子都不存在；
（2）可以利用二氧化硫的漂白性檢驗(yàn)亞硫酸根離子的存在；利用次氯酸的漂白性檢驗(yàn)次氯酸根離子的存在．

解答 解：Ⅰ．實(shí)驗(yàn)室用A裝置制取氯氣，高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，濃鹽酸具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣；在B中加入吸收少量SO₂的NaOH溶液，則B中含有亞硫酸鈉，亞硫酸鈉具有還原性，氯氣具有氧化性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成HCl和硫酸鈉；C裝置用來(lái)收集氯氣，且有緩沖作用，防止產(chǎn)生倒吸；氯氣有毒不能直接排空，用NaOH溶液處理尾氣，所以D裝置中盛放NaOH溶液；
（1）X裝置名稱是分液漏斗，故答案為：分液漏斗；
（2）濃鹽酸和高錳酸鉀溶液反應(yīng)生成氯化錳、KCl和氯氣，反應(yīng)方程式為2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案為：2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O；
（3）氯氣與B中吸收少量二氧化硫的氫氧化鈉溶液反應(yīng)，壓強(qiáng)迅速減小，容易發(fā)生倒吸，C裝置的作用是：安全緩沖，防止倒吸；
故答案為：完全緩沖，防倒吸；
（4）B裝置中亞硫酸鈉具有還原性，能被強(qiáng)氧化劑氧化，氯氣具有強(qiáng)氧化性，能氧化亞硫酸鈉，所以該反應(yīng)體現(xiàn)氯氣的強(qiáng)氧化性，故答案為：氧化性；
（5）濃鹽酸有揮發(fā)性，揮發(fā)出的HCl氣體會(huì)與B中溶質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，對(duì)氯氣與Na₂SO₃的反應(yīng)產(chǎn)生干擾，在A和B裝置間連接一個(gè)裝有飽和食鹽水的洗氣瓶，可以除去氯氣中的氯化氫；
故答案為：A；B；飽和食鹽水；
Ⅱ．（1）如果氯氣不足量，則溶液中可能還含有SO₃^2-；如果氯氣過(guò)量，氯氣和水反應(yīng)還生成次氯酸，所以溶液中可能還有ClO^-；如果氯氣和亞硫酸根離子恰好反應(yīng)則溶液中亞硫酸根離子或次氯酸根離子都不存在，所以有兩種假設(shè)，因?yàn)榇温人岣�離子具有強(qiáng)氧化性，亞硫酸根離子具有強(qiáng)還原性，所以二者不能同時(shí)存在，
假設(shè)1：只存在SO₃^2-，或只存在ClO^-；
假設(shè)2：可能兩者都不存在；
故答案為：SO₃^2-；ClO^-；不存在；
（2）可以利用二氧化硫的漂白性檢驗(yàn)亞硫酸根離子的存在；利用次氯酸的漂白性檢驗(yàn)次氯酸根離子的存在，所以其檢驗(yàn)方法為取適量吸收液于兩支試管中，向一支試管中加入足量鹽酸，若產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體，則有SO₃^2-；向另一支試管中加入鹽酸，再加幾滴紫色石蕊試液，若溶液先變紅后褪色，則有ClO^-（其他合理答案也可），
故答案為：取適量吸收液于兩支試管中，向一支試管中加入足量鹽酸，若產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體，則有SO₃^2-；向另一支試管中加入鹽酸，再加幾滴紫色石蕊試液，若溶液先變紅后褪色，則有ClO^-（其他合理答案也可）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氯氣的制取、物質(zhì)成分的檢驗(yàn)等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)分析能力，明確實(shí)驗(yàn)原理及物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，知道各個(gè)裝置的作用及可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，知道離子檢驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，題目難度中等．