Question

14．某小組同學(xué)用如圖所示裝置進(jìn)行Cl₂的制備及相關(guān)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)（加熱及夾持裝置已省略）．

（1）A中固體為MnO₂，滴入濃鹽酸，加熱試管A，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（2）取少量B中溶液滴在藍(lán)色石蕊試紙上，試紙上出的現(xiàn)象為③（填編號(hào)）
①變紅    ②褪色    ③先變紅后褪色
說(shuō)明氯水具有的性質(zhì)是③．（填編號(hào)） ①酸性  ②漂白性 ③酸性和漂白性
（3）Cl₂有毒，可用裝置C吸收多余的Cl₂，C中反應(yīng)的離子方程式是Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O．
（4）用氯氣對(duì)飲用水消毒已有百年歷史．這種消毒方法會(huì)使飲用水中的有機(jī)物發(fā)生氯代反應(yīng)，生成
有機(jī)含氯化合物，對(duì)人體有害，且氯氣本身也是一種有毒氣體．世界環(huán)保聯(lián)盟即將全面禁止用氯氣對(duì)飲用水消毒，建議推廣高效消毒殺菌劑二氧化氯（ClO₂）．
①消毒水時(shí)，ClO₂還可將水中的Fe²⁺、Mn²⁺等轉(zhuǎn)化成Fe（OH）₃和MnO₂等難溶物除去，此過(guò)程說(shuō)明
ClO₂具有氧化（填“氧化”或“還原”）性．
②在一定條件下，將Cl₂通人填充有固體NaClO₂的反應(yīng)柱內(nèi)二者反應(yīng)可制得ClO₂．該反應(yīng)方程式為：Cl₂+2NaClO₂═2ClO₂+2NaCl，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L Cl₂時(shí)，制得ClO₂的質(zhì)量為67.5g．等質(zhì)量的Cl₂和ClO₂，ClO₂的消毒效率（單位質(zhì)量得到的電子數(shù)）更高．

Answer 1

分析 （1）此反應(yīng)裝置為濃鹽酸和二氧化錳共熱制備氯氣，以此寫(xiě)出離子方程式；
（2）氯氣和水反應(yīng)生成HCl和HClO，兩種酸電離出氫離子而導(dǎo)致氯水呈酸性，濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙遇酸變紅色；HClO具有漂白性；
（3）氯氣有毒，直接排放能污染空氣，氯氣能夠與氫氧化鈉反應(yīng)，被氫氧化鈉吸收；
（4）①結(jié)合氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降相等，判斷ClO₂中Cl元素化合價(jià)變化，元素化合價(jià)升高表現(xiàn)還原性，元素化合價(jià)降低表現(xiàn)氧化性；
②將Cl₂通入填充有固體NaClO₂的反應(yīng)柱內(nèi)二者反應(yīng)可制得ClO₂，NaClO₂中Cl從+3價(jià)升高到+4價(jià)，Cl₂中Cl元素的化合價(jià)從0價(jià)降低到-1價(jià)，其反應(yīng)為2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl；結(jié)合反應(yīng)物之間的關(guān)系計(jì)算，1molCl₂可以獲得2mol電子，1molClO₂可以獲得電子5mol電子．．

解答 解：（1）反應(yīng)裝置A為濃鹽酸和二氧化錳共熱制備氯氣的裝置，其離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）氯氣和水反應(yīng)生成HCl和HClO，兩種酸電離出氫離子而導(dǎo)致氯水呈酸性，濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙遇酸變紅色，所以新制氯水滴在藍(lán)色石蕊試紙上先變紅色；HClO具有漂白性，能使紅色石蕊試紙漂白，所以看到的現(xiàn)象是：藍(lán)色石蕊試紙先變紅色后褪色，該現(xiàn)象說(shuō)明氯水具有酸性和漂白性，
故答案為：③③；
（3）氯氣有毒需要用氫氧化鈉溶液吸收，反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）①反應(yīng)中Fe元素、Mn元素化合價(jià)升高，根據(jù)化合價(jià)升降相等，ClO₂中Cl元素化合價(jià)降低，表現(xiàn)氧化性，
故答案為：氧化；
②將Cl₂通入填充有固體NaClO₂的反應(yīng)柱內(nèi)二者反應(yīng)可制得ClO₂，NaClO₂中Cl從+3價(jià)升高到+4價(jià)，Cl₂中Cl元素的化合價(jià)從0價(jià)降低到-1價(jià)，其反應(yīng)為2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L Cl₂，即0.5mol，生成ClO₂為1mol，其質(zhì)量為1mol×67.5g/mol=67.5g；1molCl₂可以獲得2mol電子，1molClO₂可以獲得電子5mol電子．
故答案為：67.5，ClO₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，側(cè)重考查計(jì)算能力，氧化還原反應(yīng)中得失電子相等，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)結(jié)合氧化還原反應(yīng)來(lái)分析解答，題目難度中等．