Question

氯氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛．請(qǐng)回答以下問題：
（1）如圖1是三位同學(xué)分別設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室制取和收集氯氣的裝置，其中最好的是

 

（填序號(hào)）：
（2）某課外小組同學(xué)用如圖2所示裝置通過電解食鹽水并探究氯氣相關(guān)性質(zhì)，請(qǐng)回答：
①現(xiàn)有電極：C和Fe供選擇，請(qǐng)?jiān)谔摽蛑醒a(bǔ)畫導(dǎo)線、電源（），串聯(lián)變阻器以調(diào)節(jié)電流，同時(shí)標(biāo)出電極
材料；電解的離子反應(yīng)方程式為

 

．
②通電一段時(shí)間后，玻璃管A、B、C三處是浸有不同溶液的棉花，其中A、B兩處的顏色變化分別為

 

、

 

；C處發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為

 

．
③為防止氯氣逸出造成污染，應(yīng)采取的措施是

 

．
（3）當(dāng)在陰極收集到氣體448mL后停止實(shí)驗(yàn)，將U形管溶液倒于量筒中測(cè)得體積為400mL，則搖勻后理論上計(jì)算得溶液pH=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）分析裝置圖A加熱氯水制備氯氣，由于氯氣溶解度小溶解的少的得不到大量氯氣；裝置B常溫下氯酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣用向上排氣法收集，剩余氣體用氫氧化鈉溶液吸收；裝置無尾氣吸收裝置；
（2）①電解氯化鈉溶液生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉，生成氯氣的一端電解為陽極；
②陽極氯氣的氧化性和物質(zhì)性質(zhì)分析判斷反應(yīng)現(xiàn)象；
③在D處放置一團(tuán)浸有氫氧化鈉溶液的棉花，用來吸收多余的氯氣，放置污染環(huán)境；
（3）陰極收集到的氣體為H₂0.448L，n（H₂）=0.448L÷22.4L/mol=0.02mol；由方程式：2Cl^-+2H₂O=Cl₂↑+H₂↑+2OH^-得：n（OH^-）=0.02mol×2=0.04mol；c（OH^-）=0.04mol÷0.4L=0.1mol/L，計(jì)算得到溶液PH．

解答： 解：（1）分析裝置圖A加熱氯水制備氯氣，由于氯氣溶解度小溶解的少的得不到大量氯氣；裝置B常溫下氯酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣用向上排氣法收集，剩余氣體用氫氧化鈉溶液吸收；裝置無尾氣吸收裝置，所以選擇B；
故答案為：B；
（2）①電解氯化鈉溶液生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉，生成氯氣的一端電解為陽極，其中電源和導(dǎo)線、通電、電極標(biāo)注如圖所示：
；電解的離子反應(yīng)方程式為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
故答案為：；2Cl^-+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
②通電一段時(shí)間后，玻璃管A、B、C三處是浸有不同溶液的棉花，其中A發(fā)生的反應(yīng)Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，碘單質(zhì)遇到淀粉變藍(lán)色，溶液無色變化為藍(lán)色；B處發(fā)生的反應(yīng)2FeCl₂+Cl₂=3FeCl₂，溶液的顏色變化為溶液淺綠色變黃色；C處發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為：Cl₂+SO₃^2-+H₂O═2Cl^-+SO₄^2-+2H⁺；
故答案為：無色變藍(lán)色；淺綠色變黃色；Cl₂+SO₃^2-+H₂O═2Cl^-+SO₄^2-+2H⁺；
③在D處放置一團(tuán)浸有氫氧化鈉溶液的棉花，用來吸收多余的氯氣，放置污染環(huán)境，故答案為：在D處放一團(tuán)浸有NaOH溶液的棉花；
（3）陰極收集到的氣體為H₂0.448L，n（H₂）=0.448L÷22.4L/mol=0.02mol；
由方程式：2Cl^-+2H₂O=Cl₂↑+H₂↑+2OH^-：
計(jì)算得到n（OH^-）=0.02mol×2=0.04mol；
c（OH^-）=0.04mol÷0.4L=0.1mol/L 
c（H⁺）=10-13mol/L
則pH=-lg10^-13=13
故答案為：13．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查實(shí)驗(yàn)室制氯氣的原理和氯氣的性質(zhì)，難度不大，掌握原理和物質(zhì)的性質(zhì)即可解答，需要注意的是濃鹽酸和二氧化錳能反應(yīng)，但稀鹽酸和二氧化錳不反應(yīng)；次氯酸是弱酸，但次氯酸具有強(qiáng)氧化性．