Question

如圖是某同學(xué)設(shè)計的制備少量氯氣并進行系列實驗的裝置（夾持及加熱儀器已略）．

（1）若裝置A中制備氯氣選用的藥品為固體二氧化錳和濃鹽酸，請寫出裝置A中的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

；實驗室也可用高錳酸鉀制氯氣：2KMnO₄+16HCl（濃）=5Cl₂↑+2MnCl₂+2KCl+8H₂O該反應(yīng)中的氧化劑是

 

，若消耗0.2mol氧化劑，則被氧化的還原劑的物質(zhì)的量是

 

mol；
（2）裝置B中飽和食鹽水的作用是

 

；
（3）裝置C的實驗?zāi)康氖球炞C氯氣是否具有漂白性，為此C中I、II、III依次放入

 

；

	a	b	c	d
I	干燥的有色布條	干燥的有色布條	濕潤的有色布條	濕潤的有色布條
II	堿石灰	硅膠	堿石灰	無水氯化鈣
III	濕潤的有色布條	濕潤的有色布條	干燥的有色布條	干燥的有色布條

（4）設(shè)計裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性強弱．當向D中緩緩?fù)ㄈ肷倭柯葰鈺r，可以看到D中無色溶液逐漸變?yōu)?!--BA-->

 

色，若打開D裝置的活塞，使D中溶液滴入E裝置，振蕩錐形瓶后靜置一會兒，可以觀察到的現(xiàn)象是

 

；
（5）裝置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯，試寫出相應(yīng)的離子方程式

 

．

Answer 1

分析：（1）固體二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水；
根據(jù)反應(yīng)物中所含元素化合價的變化判斷，高錳酸鉀中Mn元素化合價由+7價降到+2價，被還原，高錳酸鉀為氧化劑，結(jié)合化合價的變化以及反應(yīng)的方程式可計算轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目；
（2）A中制取的氯氣含有揮發(fā)出來的氯化氫氣體，用飽和食鹽水可以吸收氯化氫氣體；
（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）當向D中緩緩?fù)ㄈ肷倭柯葰鈺r，氯氣和溴化鈉反應(yīng)生成溴單質(zhì)，可以看到無色溶液逐漸變?yōu)槌赛S色；說明氯氣氧化性強于溴單質(zhì)；打開活塞，將裝置D中少量溶液加入裝置E中，生成的溴單質(zhì)和碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)溶解于四氯化碳中，振蕩分層，四氯化碳層在下層；
（5）裝置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯反應(yīng)的化學(xué)方程式是氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉、水．

解答：解：（1）固體二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；在反應(yīng)2KMnO₄+16HCl（濃）=5Cl₂↑+2MnCl₂+2KCl+8H₂O中Mn元素化合價由+7價降到+2價，被還原，高錳酸鉀為氧化劑，Cl元素化合價由-1價升高到0價，被氧化，HCl為還原劑，依據(jù)氧化劑、還原劑得失電子守恒消耗2molKMnO₄，有10molHCl被氧化，則消耗0.2mol氧化劑，則被氧化的還原劑的物質(zhì)的量是1mol，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；KMnO₄；1；
（2）裝置B中飽和食鹽水的作用是除去氯氣中的氯化氫，故答案為：除去Cl₂中的HCl；
（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、干燥的有色布條，所以選d，故答案為：d；
（4）D中是溴化鈉，當向D中緩緩?fù)ㄈ肷倭柯葰鈺r，氯氣和溴化鈉反應(yīng)生成溴單質(zhì)，可以看到無色溶液逐漸變?yōu)辄S，所以現(xiàn)象為：溶液從無色變化為橙黃色：氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物，說明氯氣的氧化性強于溴；打開活塞，將裝置D中含溴單質(zhì)的少量溶液加入焓碘化鉀和苯的裝置E中，溴單質(zhì)和碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)溶于四氯化碳呈紫紅色，振蕩．觀察到的現(xiàn)象是：E中溶液分為兩層，下層（四氯化碳層）為紫紅色；
故答案為：橙黃；E中液體分為兩層，下層（CCl₄層）為紫紅色；
（5）裝置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯反應(yīng)，離子方程式為：2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案為：2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O．

點評：本題以氯氣的制取及性質(zhì)檢驗為載體綜合考查實驗的相關(guān)知識，注意化學(xué)方程式的書寫，得失電子守恒在氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計算中的應(yīng)用，題目難度中等．