Question

15．如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的制備少量氯氣并進(jìn)行系列實(shí)驗(yàn)的裝置（夾持及加熱儀器已略）．

（1）若裝置A中制備氯氣選用的藥品為固體二氧化錳和濃鹽酸，請(qǐng)寫出裝置A中的化學(xué)反應(yīng)方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
實(shí)驗(yàn)室也可用高錳酸鉀制氯氣：2KMnO₄+16HCl（濃）=5Cl₂↑+2MnCl₂+2KCl+8H₂O
該反應(yīng)中的氧化劑是KMnO₄，若消耗0.2mol氧化劑，則被氧化的還原劑的物質(zhì)的量是1mol；
（2）裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl₂中的HCl；
（3）裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，為此C中I、II、III依次放入d（填編號(hào)）；（堿石灰為NaOH與CaO混合物，無水氯化鈣為中性干燥劑）

	a	b	c	d
I	干燥的有色布條	干燥的有色布條	濕潤(rùn)的有色布條	濕潤(rùn)的有色布條
II	堿石灰	無水氯化鈣	堿石灰	無水氯化鈣
III	濕潤(rùn)的有色布條	濕潤(rùn)的有色布條	干燥的有色布條	干燥的有色布條

（4）設(shè)計(jì)裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱．當(dāng)向D中緩緩?fù)ㄈ肷倭柯葰鈺r(shí)，可以看到D中無色溶液逐漸變?yōu)槌赛S色，若打開D裝置的活塞，使D中溶液滴入E裝置（KI溶液與CCl₄），振蕩錐形瓶后靜置一會(huì)兒，可以觀察到的現(xiàn)象是E中液體分為兩層，下層（CCl₄層）為紫紅色；
（5）裝置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯，試寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O．

Answer 1

分析 （1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣、氯化錳和水；
依據(jù)方程式2KMnO₄+16HCl（濃）=5Cl₂↑+2MnCl₂+2KCl+8H₂O分析元素化合價(jià)變化判斷氧化劑，計(jì)算消耗0.2mol氧化劑，則被氧化的還原劑的物質(zhì)的量；
（2）濃鹽酸具有揮發(fā)性，制備的氯氣中含有氯化氫，依據(jù)氯化氫、氯氣在飽和食鹽水中溶解性選擇除雜試劑；
（3）驗(yàn)證氯氣是否具有漂白性，要驗(yàn)證干燥氯氣無漂白性，濕潤(rùn)的有色布條中，氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸具有漂白性；
（4）D中是溴化鈉，當(dāng)向D中緩緩?fù)ㄈ肷倭柯葰鈺r(shí)，氯氣和溴化鈉反應(yīng)生成溴單質(zhì)；打開活塞，將裝置D中含溴單質(zhì)的少量溶液加入含碘化鉀和CCl4的裝置E中，溴單質(zhì)和碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)溶于苯呈紫紅色；
（5）氯氣有毒，能夠與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，可以用氫氧化鈉吸收．

解答 解：（1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣、氯化錳和水，化學(xué)方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
依據(jù)方程式2KMnO₄+16HCl（濃）=5Cl₂↑+2MnCl₂+2KCl+8H₂O 反應(yīng)中錳元素化合價(jià)降低，所以氧化劑為高錳酸鉀，還原劑為氯化氫，16mol氯化氫參加反應(yīng)，只有10mol被氧化，所以若消耗0.2mol氧化劑，則被氧化的還原劑的物質(zhì)的量是1mol；
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；KMnO₄，1；
（2）反應(yīng)過程中氯化氫和水蒸氣是氯氣中的雜質(zhì)，裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl₂中的HCl；裝置B亦是安全瓶，監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)C中是否發(fā)生堵塞，發(fā)生堵塞時(shí)B中的，壓強(qiáng)增大，B中長(zhǎng)頸漏斗中液面上升，形成水柱；
故答案為：除去Cl₂中的HCl；
（3）裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，驗(yàn)證氯氣是否具有漂白性，要驗(yàn)證干燥氯氣無漂白性，濕潤(rùn)的有色布條中，氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸具有漂白性，所以C中I、II、III依次放入濕潤(rùn)的有色布條、無水氯化鈣、干燥的有色布條，故應(yīng)選擇d；
故答案為：d；
（4）D中是溴化鈉，當(dāng)向D中緩緩?fù)ㄈ肷倭柯葰鈺r(shí)，氯氣和溴化鈉反應(yīng)生成溴單質(zhì)，可以看到無色溶液逐漸變?yōu)辄S，所以現(xiàn)象為：溶液從無色變化為黃色；打開活塞，將裝置D中含溴單質(zhì)的少量溶液加入含碘化鉀和CCl₄的裝置E中，溴單質(zhì)和碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)溶于苯呈紫紅色，振蕩．觀察到的現(xiàn)象是：E中溶液分為兩層，下層（四氯化碳層）為紫紅色；
故答案為：橙黃； E中液體分為兩層，下層（CCl4層）為紫紅色；
（5）用足量的NaOH溶液吸收余氯，相應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O，故答案為：2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氯氣實(shí)驗(yàn)室制取，氯氣化學(xué)性質(zhì)的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)裝置的原理分析，化學(xué)方程式的書寫，明確氯氣制備原理和性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．