Question

17．氯氣是一種重要的化工原料．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組在實驗室中利用如圖所示裝置制取氯氣并探究其性質(zhì)．

（1）若A是用二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣的發(fā)生裝置，除圓底燒瓶和導(dǎo)管外還用到的玻璃儀器有酒精燈、分液漏斗；
（2）裝置B中盛有的試劑是飽和食鹽水，作用是吸收氯氣中的氯化氫．
（3）若E中品紅溶液褪色，則C裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂=2Fe³⁺+2Br₂+6Cl^-．為了證明確實發(fā)生了此反應(yīng)，可在實驗后，取少量C中溶液，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)檠�紅色；另取少量C中溶液，加入CCl₄萃取，CCl₄層變?yōu)槌壬�（填實驗步驟和現(xiàn)象）．
（4）吸收尾氣一段時間后，F(xiàn)中溶液仍呈強堿性，且一定存在Cl^-、OH^-、CO₃^2-和SO₄^2-．對于可能存在的其他陰離子，該小組提出了3種假設(shè)．
假設(shè)1：只存在SO₃^2-；    假設(shè)2：只存在ClO-；
假設(shè)3：既不存在SO₃^2-，也不存在ClO^-；
①同時存在SO₃^2-和ClO^-是不可能的，理由是SO₃^2-與ClO^-能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故不能共存．
②為判斷假設(shè)是否正確，該小組設(shè)計如下實驗方案，請完善實驗步驟并填寫預(yù)期現(xiàn)象．限選試劑如下所示：
a．3mol/L 硫酸      b．0.01mol/L KMnO₄溶液    c．1mol/L BaCl₂溶液
d．淀粉一KI溶液     e．酚酞試液
步驟一；取少量F中溶液，將其分別裝于A、B兩試管中．
步驟二：向A試管中滴加少量ab（填序號）．若溶液褪色（填現(xiàn)象），則假設(shè)1成立．
步驟三：向B試管中滴加少量ad（填序號）；若溶液變藍色（填現(xiàn)象），則假設(shè)2成立，請寫出反應(yīng)的離子方程式：ClO^-+2I^-+2H⁺=I₂+Cl^-+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，反應(yīng)物狀態(tài)為固體與液體，據(jù)此判斷需要儀器；
（2）濃鹽酸具有揮發(fā)性，加熱能夠促進濃鹽酸的揮發(fā)，所以制取的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，依據(jù)二者性質(zhì)選擇除雜試劑；
（3）氯氣具有很強的氧化性，能夠和具有較強還原性的Fe²⁺發(fā)生反應(yīng)；FeBr₂與Cl₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)，溴化亞鐵中的二價鐵先被氧化；
（4）①次氯酸具有強的氧化性，亞硫酸根離子具有強的還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
②酸性環(huán)境下，高錳酸鉀具有強的氧化性，能夠氧化亞硫酸根離子；
③次氯酸根離子在酸性環(huán)境下具有強的氧化性，能夠氧化碘離子生成單質(zhì)碘，碘遇到淀粉變藍．

解答 解：（1）二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣的方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，從方程式可知該反應(yīng)需加熱，需酒精燈，反應(yīng)物濃鹽酸的滴加以及防氯氣的逸出需分液漏斗；
故答案為：分液漏斗、酒精燈；
（2）濃鹽酸具有揮發(fā)性，加熱能夠促進濃鹽酸的揮發(fā)，要制取純凈干燥的氯氣應(yīng)依次除去氯化氫和水蒸氣，氯化氫易溶于水，氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大，所以選擇飽和食鹽水除去氯氣；
故答案為：飽和食鹽水；吸收氯氣中的氯化氫；
（3）若E中品紅溶液褪色，說明經(jīng)過E中有氯氣，經(jīng)過E中有氯氣說明C裝置中，溴化亞鐵中的二價鐵和溴離子均被氧化；因FeBr₂與Cl₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)，溴化亞鐵中的二價鐵先被氧化，所以只須證明有三價鐵存在即可，KSCN溶液可與三價鐵形成血紅色的硫氰化鐵可證明有三價鐵存在，另取少量C中溶液，加入CCl₄萃取，CCl₄層變?yōu)槌壬�，證明有溴單質(zhì)生成；
故答案為：2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂═2Fe³⁺+6Cl^-+2Br₂；滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)檠�紅色；另取少量C中溶液，加入CCl₄萃取，CCl₄層變?yōu)槌壬��?br />（4）①次氯酸具有強的氧化性，亞硫酸根離子具有強的還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以二者不能共存；
故答案為：SO₃^2-與ClO^-能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故不能共存；
②酸性環(huán)境下，高錳酸鉀具有強的氧化性，能夠氧化亞硫酸根離子，若看到溶液褪色，即可證明亞硫酸酸根離子的存在；
故答案為：ab；褪色；
③次氯酸根離子在酸性環(huán)境下具有強的氧化性，能夠氧化碘離子生成單質(zhì)碘離子方程式：ClO^-+2I^-+2H⁺=I₂+Cl^-+H₂O，碘遇到淀粉變藍；
故答案為：ad；變藍色； ClO^-+2I^-+2H⁺=I₂+Cl^-+H₂O．

點評 本題為綜合題，設(shè)計氯氣的制備、性質(zhì)的檢驗，解題關(guān)鍵在于熟悉氯氣制備原理、氯氣性質(zhì)，題目難度中等，注意實驗設(shè)計的嚴密性．