Question

已知Cl₂和堿溶液在不同條件下，得到的產物不同．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．（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?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）制取氯氣時，在圓底燒瓶里加入一定質量的二氧化錳，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）反應結束后，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）該小組同學發(fā)現(xiàn)制得的氯酸鉀產量偏低，可能的一種原因是Cl₂中含有HCl氣體．對此問題可以通過改進實驗裝置的方法進行避免．方法是

 

．
（5）實驗中可觀察到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裝置中反應完畢的現(xiàn)象是

 

．
（7）請在裝置圖甲方框中畫出缺少的實驗裝置，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生成氯化錳，氯氣和水，濃鹽酸從分液漏斗中加入，反應物是固體和液體加熱反應不需要加入碎瓷片；
（2）A為氯氣發(fā)生裝置，二氧化錳 和濃鹽酸加熱反應隨反應進行濃鹽酸變化為稀鹽酸不再和二氧化錳反應生成氯氣，所以燒瓶中一定是強酸溶液鹽酸，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溶液反應生成氯酸鉀，在常溫以下，氯氣與稀NaOH溶液反應生成次氯酸鈉，溶質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間增加一個洗氣裝置，盛飽和食鹽水的洗氣瓶吸收氯化氫，避免產生誤差；
（5）氯氣在常溫下與NaOH反應生成次氯酸鈉和氯化鈉；氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸，反應生成的H⁺使石蕊變成紅色，次氯酸具有強氧化性，將石蕊氧化為無色物質，所以反應現(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溶液反應生成次氯酸鈉，反應完后氯氣會在試管呈黃綠色；
（7）E為尾氣吸收裝置需要氫氧化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生成氯化錳，氯氣和水，濃鹽酸從分液漏斗中加入，反應的化學方程式為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，反應物是固體和液體加熱反應不需要加入碎瓷片；
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 和濃鹽酸加熱反應隨反應進行濃鹽酸變化為稀鹽酸不再和二氧化錳反應生成氯氣，所以燒瓶中一定是強酸溶液鹽酸，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溶液反應生成氯酸鉀，在常溫以下，氯氣與稀NaOH溶液反應生成次氯酸鈉，二者反應的濃度和溫度都不相同，反應完畢經(jīng)冷卻后，B的試管中有大量晶體析出，說明溶質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間增加一個洗氣裝置；
（4）氯氣中可能含有氯化氫氣體，AB間增加一個洗氣裝置，盛飽和食鹽水的洗氣瓶吸收氯化氫，避免產生誤差；
故答案為：在A、B裝置之間加一個盛飽和食鹽水的試管或洗氣瓶；
（5）氯氣在常溫下與NaOH反應生成次氯酸鈉和氯化鈉，二者在水中溶解且電離，反應的離子方程式為Cl₂+2OH^-═ClO^-+Cl^-+H₂O，氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸，反應生成的H⁺使石蕊變成紅色，次氯酸具有強氧化性，將石蕊氧化為無色物質，所以反應現(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溶液反應生成次氯酸鈉，反應完后氯氣會在試管呈黃綠色
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堿溶液，導管要通入液面至少1/3，太淺不可以，是一個敞口體系，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：．

點評：本題考查了氯氣的制備、性質，須掌握并熟練應用氯氣的有關化學反應原理，題目難度中等．