Question

已知Cl₂和堿溶液在不同條件下，得到的產(chǎn)物不同．某興趣小組用圖甲裝置制取氯酸鉀、次氯酸鈉和探究氯水的性質(zhì)．（3Cl₂+6KOH 

加熱  .

KClO₃+5KCl+3H₂O）
圖甲中：A為氯氣發(fā)生裝置；B的試管里盛有15mL 30% KOH溶液，并置于水浴中；C的試管里盛有15mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；D的試管里加有紫色石蕊試液．
請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）制取氯氣時(shí)，在圓底燒瓶里加入一定質(zhì)量的二氧化錳，通過

 

（填儀器名稱）向圓底燒瓶中加入適量的濃鹽酸．裝置A中反應(yīng)的離子方程式為

 

．需要向燒瓶中加碎瓷片嗎？

 

（選填：“需要”、“不需要”）．
（2）反應(yīng)結(jié)束后，燒瓶里的溶液

 

．
A．一定顯酸性      B．可能顯酸性，也可能為中性       C．只有氧化性
D．只有還原性      E．既有氧化性又有還原性
（3）反應(yīng)完畢，B試管中有少量晶體析出，經(jīng)冷卻后，有大量晶體析出．圖乙中符合該晶體溶解度曲線的是

 

（填編號(hào)字母）；從B的試管中分離出該晶體必須用到的玻璃儀器有

 

．
（4）該小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)制得的氯酸鉀產(chǎn)量偏低，可能的一種原因是Cl₂中含有HCl氣體．對(duì)此問題可以通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的方法進(jìn)行避免．方法是

 

．
（5）實(shí)驗(yàn)中可觀察到D的試管里溶液的顏色由紫色先變?yōu)?!--BA-->

 

色，最終變?yōu)?!--BA-->

 

色．
（6）C裝置中反應(yīng)完畢的現(xiàn)象是

 

．
（7）請(qǐng)?jiān)谘b置圖甲方框中畫出缺少的實(shí)驗(yàn)裝置，并注明試劑．

Answer 1

分析：（1）裝置圖分析可知，制備氯氣的原理是利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯化錳，氯氣和水，濃鹽酸從分液漏斗中加入，反應(yīng)物是固體和液體加熱反應(yīng)不需要加入碎瓷片；
（2）A為氯氣發(fā)生裝置，二氧化錳 和濃鹽酸加熱反應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行濃鹽酸變化為稀鹽酸不再和二氧化錳反應(yīng)生成氯氣，所以燒瓶中一定是強(qiáng)酸溶液鹽酸，既具有氧化性如H⁺的氧化性，又具有還原性，Cl-具有還原性；
（3）在加熱條件下，氯氣與濃KOH溶液反應(yīng)生成氯酸鉀，在常溫以下，氯氣與稀NaOH溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉，溶質(zhì)的溶解度隨溫度的降低而降低；溶液得到晶體的操作是過濾，依據(jù)過濾裝置分析需要的玻璃儀器；
（4）通過氯氣中可能含有氯化氫氣體，AB間增加一個(gè)洗氣裝置，盛飽和食鹽水的洗氣瓶吸收氯化氫，避免產(chǎn)生誤差；
（5）氯氣在常溫下與NaOH反應(yīng)生成次氯酸鈉和氯化鈉；氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，反應(yīng)生成的H⁺使石蕊變成紅色，次氯酸具有強(qiáng)氧化性，將石蕊氧化為無色物質(zhì)，所以反應(yīng)現(xiàn)象為先變紅，后褪色；
（6）分析裝置C中試管里盛有15mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中，氯氣與稀NaOH溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉，反應(yīng)完后氯氣會(huì)在試管呈黃綠色；
（7）E為尾氣吸收裝置需要?dú)溲趸�鈉溶液吸收多余的氯氣，據(jù)此畫出裝置圖．

解答：解：（1）制備氯氣的原理是利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯化錳，氯氣和水，濃鹽酸從分液漏斗中加入，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，反應(yīng)物是固體和液體加熱反應(yīng)不需要加入碎瓷片；
故答案為：分液漏斗，MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，不需要；
（2）A為氯氣發(fā)生裝置，二氧化錳 和濃鹽酸加熱反應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行濃鹽酸變化為稀鹽酸不再和二氧化錳反應(yīng)生成氯氣，所以燒瓶中一定是強(qiáng)酸溶液鹽酸，既具有氧化性如H⁺的氧化性，又具有還原性，Cl^-具有還原性；
故答案為：AE；
（3）根據(jù)題中信息可知，在加熱條件下，氯氣與濃KOH溶液反應(yīng)生成氯酸鉀，在常溫以下，氯氣與稀NaOH溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉，二者反應(yīng)的濃度和溫度都不相同，反應(yīng)完畢經(jīng)冷卻后，B的試管中有大量晶體析出，說明溶質(zhì)的溶解度隨溫度的降低而降低，只有M符合，不溶性固體與液體的分離常采用過濾的方法，需要的玻璃儀器為：漏斗、玻璃棒、燒杯；
故答案為：M；過濾；HCl；AB間增加一個(gè)洗氣裝置；
（4）氯氣中可能含有氯化氫氣體，AB間增加一個(gè)洗氣裝置，盛飽和食鹽水的洗氣瓶吸收氯化氫，避免產(chǎn)生誤差；
故答案為：在A、B裝置之間加一個(gè)盛飽和食鹽水的試管或洗氣瓶；
（5）氯氣在常溫下與NaOH反應(yīng)生成次氯酸鈉和氯化鈉，二者在水中溶解且電離，反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2OH^-═ClO^-+Cl^-+H₂O，氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，反應(yīng)生成的H⁺使石蕊變成紅色，次氯酸具有強(qiáng)氧化性，將石蕊氧化為無色物質(zhì)，所以反應(yīng)現(xiàn)象為先變紅，后褪色；
故答案為：紅；無；
（6）分析裝置C中試管里盛有15mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中，氯氣與稀NaOH溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉，反應(yīng)完后氯氣會(huì)在試管呈黃綠色
故答案為：C中試管上部空間充滿黃綠色氣體；
（7）燒杯中液體試劑為強(qiáng)堿溶液，導(dǎo)管要通入液面至少1/3，太淺不可以，是一個(gè)敞口體系，剩余的氯氣不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉溶液吸收，裝置圖為；
故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了氯氣的制備、性質(zhì)，須掌握并熟練應(yīng)用氯氣的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)原理，題目難度中等．