Question

4．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組設(shè)計下圖實驗裝置（夾帶裝置略去）制備Cl₂，并探究氯氣的相關(guān)性質(zhì)．

（1）若A裝置中固體藥品為KClO₃，則反應(yīng)中每生成1molCl₂時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為$\frac{5}{3}$mol．
（2）裝置B的作用：除去氯氣中的氯化氫且能檢測實驗過程中裝置C是否發(fā)生堵塞．
（3）裝置C的作用是驗證氯氣是否具有漂白性，Ⅰ處是濕潤的有色布條，則Ⅱ、Ⅲ處應(yīng)加入的物質(zhì)分別是無水氯化鈣（硅膠、P₂O₅）、干燥的有色布條．
（4）設(shè)計裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性．請簡述能說明氯、溴、碘非金屬性強弱的實驗操作及現(xiàn)象：打開A中分液漏斗活塞，一段時間后，D中的無色溶液變?yōu)槌壬�（橙紅色或黃色），說明氯的非金屬性大于溴；打開D中活塞，將D中少量溶液放入裝置E中，振蕩，下層為紫紅色，說明溴的非金屬性大于碘．
（5）請用化學(xué)方程式說明裝置F的作用：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．
（6）甲同學(xué)提出，裝置F中的試劑可改用足量的Na₂SO₃溶液，乙同學(xué)認真思考后認為此法不可行．請用離子方程式解釋乙認為不可行的原因：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺，SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)氯酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式結(jié)合元素化合價變化計算電子轉(zhuǎn)移；
（2）反應(yīng)生成物中含有雜質(zhì)氯化氫、水蒸氣，所以飽和食鹽水吸收氯化氫氣體；長頸漏斗中液面變化情況，來分析整個裝置是否堵塞；
（3）驗證氯氣是否具有漂白性，要驗證干燥氯氣無漂白性，濕潤的有色布條中，氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸具有漂白性；
（4）依據(jù)氯氣和溴化鈉反應(yīng)現(xiàn)象判斷氯氣氧化性大于溴單質(zhì)，打開D裝置分液漏斗的活塞，滴入E中溴單質(zhì)和碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì)，據(jù)此設(shè)計實驗步驟；
（5）F裝置是吸收過量的氯氣，防止污染空氣；
（6）依據(jù)亞硫酸鈉溶液中 通入氯氣反應(yīng)生成硫酸鈉，同時生成的鹽酸和亞硫酸鈉反應(yīng)會生成污染氣體二氧化硫．

解答 解：（1）若A裝置中固體藥品為KClO₃，和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：KClO₃+6HCl=KCl+3Cl₂↑+3H₂O，反應(yīng)生成3molCl₂，轉(zhuǎn)移電子5mol，則反應(yīng)中每生成1mol Cl₂時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為$\frac{5}{3}$，
故答案為：$\frac{5}{3}$；
（2）反應(yīng)生成物中含有雜質(zhì)氯化氫、水蒸氣，所以飽和食鹽水吸收氯化氫氣體；長頸漏斗中液面變化情況，來分析整個裝置是否堵塞，
故答案為：除去氯氣中的氯化氫且能檢測實驗過程中裝置C是否發(fā)生堵塞；
（3）裝置C的實驗?zāi)康氖球炞C氯氣是否具有漂白性，驗證氯氣是否具有漂白性，要驗證干燥氯氣無漂白性，濕潤的有色布條中，氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸具有漂白性，選項中abc的Ⅱ中都是干燥劑，再通入濕潤的有色布條不能驗證氯氣的漂白性，所以C中I、II、III依次放入濕潤的有色布條、無水氯化鈣（硅膠、P₂O₅），干燥的有色布條，
故答案為：無水氯化鈣（硅膠、P₂O₅）；干燥的有色布條；
（4）氯氣和溴化鈉反應(yīng)現(xiàn)象判斷氯氣氧化性大于溴單質(zhì)，打開D裝置分液漏斗的活塞，滴入E中溴單質(zhì)和碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì)，實驗步驟為：打開A中分液漏斗活塞，一段時間后，D中的無色溶液變?yōu)槌壬�（橙紅色或黃色），說明氯的非金屬性大于溴；打開D中活塞，將D中少量溶液放入裝置E中，振蕩，下層為紫紅色，說明溴的非金屬性大于碘，
故答案為：打開A中分液漏斗活塞，一段時間后，D中的無色溶液變?yōu)槌壬�（橙紅色或黃色），說明氯的非金屬性大于溴；打開D中活塞，將D中少量溶液放入裝置E中，振蕩，下層為紫紅色，說明溴的非金屬性大于碘；
（5）F裝置是吸收過量的氯氣，防止污染空氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，故答案為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（6）亞硫酸鈉溶液中通入氯氣反應(yīng)生成硫酸鈉，反應(yīng)的離子方程式為SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺，同時生成的鹽酸和亞硫酸鈉反應(yīng)會生成污染氣體二氧化硫，反應(yīng)的離子方程式為SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O，
故答案為：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺，SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O．

點評 本題考查了實驗室制氯氣的裝置分析，氯氣的性質(zhì)應(yīng)用，注意裝置連接的操作和實驗設(shè)計，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．