Question

18．（14分）某研究性学习小组的同学对Cl₂使有色物质褪色的机理进行了探究．甲同学设计了如图所示的实验装置并进行实验：

（1）甲同学实验后并没有得到预期的实验现象，请你帮助他分析实验失败的原因使用的干燥剂碱石灰将Cl₂吸收．
（2）甲同学在实验失败后对设计的实验装置进行了改进，并重新进行了实验，结果得到了预期的实验现象．你认为他预期的实验现象是干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条褪色，由此得出Cl₂使有色物质褪色的机理是Cl₂和水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白作用；
（3）乙同学认为甲设计的实验装置即使改进后还缺少一部分．请你将乙认为缺少的部分在图中的相应位置画出，并在添加的装置中标明需要放入的最合适的化学试剂的名称．
（4）请你写出Cl₂和“（3）”中“最合适的化学试剂”反应的离子方程式Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（5）工业上常用廉价的石灰乳吸收工业氯气尾气制得漂白粉，漂白粉的有效成分是Ca（ClO）₂（填化学式），长期露置于空气中的漂白粉，加稀盐酸后产生的气体是C（用字母代号填）
A．O₂     B．Cl₂    C．CO₂       D．HClO．

Answer 1

分析 （1）氯气是一种酸性气体，能被碱石灰吸收，导致实验失败；
（2）对实验进行改进，可以用浓H₂SO₄代替碱石灰，干燥的氯气不能使有干燥的色布条褪色，但遇到湿润的有色布条后，能生成具有漂白性的次氯酸，使有色布条褪色；
（3）氯气有毒，所以缺少尾气处理装置，根据氯气是酸性气体这一特点，用NaOH溶液吸收尾气最合适；
（4）Cl₂和NaOH溶液反应就是工业上制漂白液的反应：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（5）氯气和石灰乳反应生成氯化钙和次氯酸钙，次氯酸钙可与空气中二氧化碳反应生成次氯酸和碳酸钙，次氯酸不稳定，分解生成盐酸和氧气．

解答 解：（1）因为氯气是一种酸性气体，能被碱石灰吸收，所以得不到预期中的湿润的有色布条褪色的现象，故实验失败的原因是使用的干燥剂碱石灰将Cl₂吸收了，
故答案为：使用的干燥剂碱石灰将Cl₂吸收；
（2）具有漂白性的是次氯酸，而不是氯气本身．换用适合的干燥剂后，由于通到有色布条上的是干燥的氯气，氯气在干燥的有色布条上不能生成次氯酸，所以干燥的有色布条不褪色；而在湿润的有色布条上可以生成具有漂白性的次氯酸，所以湿润的有色布条褪色．由此得出Cl₂使有色物质褪色的机理是Cl₂和水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白作用才导致有色布条褪色，
故答案为：干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条褪色； Cl₂和水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白作用；
（3）氯气有毒，排入大气会造成污染，所以本题缺少尾气处理装置，氯气是酸性气体，所以用NaOH溶液吸收尾气，图为，
故答案为：；
（4）氯气和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO、H₂O，NaCl、NaClO是可溶性钠盐，故离子方程式为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（5）漂白粉的主要成分为氯化钙和次氯酸钙，次氯酸钙为有效成分，可与空气中二氧化碳反应生成次氯酸和碳酸钙，次氯酸不稳定，分解生成盐酸和氧气，在长期露置于空气中已完全失效的漂白粉，加稀盐酸后产生的气体是二氧化碳，
故答案为：Ca（ClO）₂；C．

点评 本题结合具体的实验设计综合考查了氯气是一种酸性、有毒的气体，而且使有色布条褪色的是HClO，而不是氯气，掌握基础是关键，题目较简单．