Question

【题目】在实验室里可用下图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。

图中：①为氯气发生装置；②的试管里盛有15 mL 30% KOH溶液，并置于热水浴中；③的试管里盛有15 mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；④的试管里加有紫色石蕊试液；⑤为尾气吸收装置。请填写下列空白：

（1）制取氯气时，在烧瓶中先加入一定量的二氧化锰固体，再通过__________（填写仪器名称）向烧瓶中加入适量的____________（填写试剂名称）。写出该反应的化学方程式并用双线桥法标出电子转移的方向和数目_________________________。

（2）为除去氯气中混有的杂质气体，可在①和②之间安装盛有__________（选填字母编号）的净化装置。

a. 碱石灰 b. 饱和食盐水 c. 浓硫酸 d. 饱和碳酸氢钠溶液

（3）③中发生反应的化学方程式______________________________________。比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件，可以初步得到的结论是：_____________________。

（4）反应完毕经冷却后，②的试管中有大量晶体析出，图中符合该晶体溶解度随温度变化规律的曲线是___________（选填字母）；从②的试管中分离该晶体的操作是___________ （填写实验操作名称）。

（5）实验中可观察到④的试管中溶液颜色会发生变化：最初溶液由紫色变为 _______，随后溶液逐渐变为无色，是因为发生了反应______________（写化学方程式）。

（6）一定量的氢气在过量氯气中燃烧，所得的混合物用100mL 3.00mol/L的NaOH溶液恰好完全吸收，测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.0500mol。所得溶液中Cl-的物质的量为______mol。

Answer 1

【答案】分液漏斗 浓盐酸 b Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 反应物的温度和浓度有可能会影响产物的类型 M 过滤 红色 Cl2+H2OHCl+HClO 0.25

【解析】

该实验的目的是制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质，①是制取氯气的装置；②是制取氯酸钾装置；③是制取次氯酸钠装置；④是验证氯水的漂白性；⑤是氯气的尾气处理装置。

（1）实验室中制取氯气用的二氧化锰固体和浓盐酸，其中浓盐酸装在分液漏斗中进行滴加便于控制浓盐酸的加入量以此控制反应地进行，浓盐酸与二氧化锰在加热条件下发生反应生成氯气和氯化锰和水，反应的化学方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，反应中转移的电子数目为2NA，故答案为：分液漏斗；浓盐酸；

；

（2）制取氯气时需要加热，浓盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，氯化氢易溶于水，而氯气在饱和食盐水中溶解度不大，可以使用饱和食盐水，既除去HCl又降低氯气在水中的溶解度，即选用b，故答案为：b；

（3）③是制取次氯酸钠装置，反应原理为15 mL8%NaOH溶液在冰水浴中与氯气反应生成次氯酸钠和水，反应的化学方程式为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；制取氯酸钾和次氯酸钠的条件有两个不同点：制取温度不同，制取制取氯酸钾需要较高温度，制取次氯酸钠需要较低温度，制取时碱的浓度也不同，取氯酸钾需要浓度较大的碱，制取次氯酸钠需要浓度较小的碱，故答案为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；反应物的温度和浓度有可能会影响产物的类型；（4）因反应完毕后将试管②冷却会析出大量晶体，这说明析出的氯酸钾晶体的溶解度随温度的降低而降低，因此溶解度曲线M符合，从溶液中分离出固体的方法是过滤，故答案为：M；过滤；

（5）试管④中盛的是紫色石蕊试液，因将氯气通入后会发生如下反应Cl2＋H2OHCl＋HClO，而生成的HCl和HClO均为一元酸使溶液显酸性，所以溶液由紫色变为红色，同时由于生成的HClO具有强氧化性，能将有机色质氧化为无色物质，因此变红的溶液由逐渐退为无色；当溶液中的有机色质――石蕊消耗没时，在继续通入氯气，将会使溶液达到饱和而成为饱和氯水，此时溶液的颜色为浅黄绿色，故答案为：红色；Cl2＋H2OHCl＋HClO；

（6）所得溶液中为NaCl和NaClO的混合物，根据电荷守恒可知n（Na+）=n（Cl-）+n（ClO-），
则n（Cl-）=n（Na+）-n（ClO-）=0.3mol-0.05mol=0.25mol，故答案为：0.25。