Question

如图所示，是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置，其中各试剂瓶装的试剂为：B（碘化钾淀粉溶液），C（水），E（紫色石蕊试液）．
（1）A是氯气发生装置，蒸馏烧瓶中盛放MnO₂固体，分液漏斗中盛放浓盐酸，实验开始时，先点燃A处酒精灯，打开分液漏斗旋塞和Ⅰ处活塞，让氯气充满整个装置，再点燃D处酒精灯．请回答以下问题：
①怎样证明氯气已经充满了整个装置

观察当整个装置内充满黄绿色气体时，说明氯气已充满整个装置

；
②B中的实验现象是

溶液变蓝

．
（2）在D装置的硬质玻璃管内盛有碳粉，发生氧化还原反应，一种产物能使E处紫色石蕊试液变红，另一产物能使澄清石灰水变浑浊，根据信息写出D中反应的化学方程式

C+2H₂O+2Cl₂

△   .

CO₂↑+4HCl↑

．
（3）在E处，紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，再变为无色，其原因是

生成的HCl使紫色石蕊试液变红色，剩余的氯气又与水作用生成次氯酸，又起漂白作用，使红色褪去

．
（4）D处反应完毕后关闭分液漏斗旋塞，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有氯气产生，此时应该怎样操作

关闭Ⅰ处活塞

；装置Ⅰ中的现象是

Ⅰ处b瓶内液面下降，c中液面上升

．
（5）若将C中的水换成氢氧化钠溶液，溶液中不但有NaClO还有NaClO₃，其物质的量比为2：1，则参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量比为：

7：3

．

Answer 1

分析：（1）①氯气是黄绿色气体；
②B中是碘化钾淀粉溶液，氯气会氧化碘离子为单质碘；
（2）依据通入的气体有氯气、玻璃管中是碳，利用C中提供的水蒸气反应生成氯化氢和二氧化碳；
（3）多余的氯气和是反应生成盐酸使石蕊试液变红，生成的次氯酸具有漂白性会使溶液褪色；
（4）反应完毕后关闭分液漏斗旋塞，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有氯气产生，可以利用Ⅰ装置进行储气，把装置Ⅰ中的活塞关闭，随氯气增多，b中压强增大，液体被压入c中；
（5）C换成氢氧化钠溶液，氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠、氯酸钠和水，依据氧化还原反应判断产物还有氯化钠，结合电子守恒书写配平化学方程式计算得到．

解答：解：（1）①氯气是黄绿色，当充满黄绿色气体时证明收集满；
故答案为：观察当整个装置内充满黄绿色气体时，说明氯气已充满整个装置；
②B中是碘化钾淀粉溶液，氯气会氧化碘离子为单质碘；单质碘遇淀粉变蓝；
故答案为：溶液变蓝；
（2）硬质玻璃管内盛有碳粉，发生氧化还原反应，一种产物能使E处紫色石蕊试液变红，另一产物能使澄清石灰水变浑浊，说明生成氯化氢和二氧化碳，证明C是提供水蒸气的主要，碳、氯气和水蒸气反应生成氯化氢和二氧化碳，反应的化学方程式为：C+2H₂O+2Cl₂

△   .

CO₂+4HCl，
故答案为：C+2H₂O+2Cl₂

△   .

CO₂↑+4HCl↑；
（3）在E处，紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，再变为无色，是因为氯气和水反应生成氯化氢和次氯酸，盐酸使石蕊变红色，次氯酸具有漂白作用使红色褪去，
故答案为：生成的HCl使紫色石蕊试液变红色，剩余的氯气又与水作用生成次氯酸，又起漂白作用，使红色褪去；
（4）反应完毕后关闭分液漏斗旋塞，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有氯气产生，可以利用Ⅰ装置进行储气，把装置Ⅰ中的活塞关闭，随氯气增多，b中压强增大，液体被压入c中；b瓶内液面下降，c中液面上升，
故答案为：关闭Ⅰ处活塞；Ⅰ处b瓶内液面下降，c中液面上升；
（5）C中的水换成氢氧化钠溶液，溶液中不但有NaClO还有NaClO₃，其物质的量比为2：1，依据氧化还原反应中：氯元素化合价升高，Cl₂～2NaClO～2e^-；Cl₂～NaClO₃～5e^-，氯元素化合价降低，Cl₂～Cl^-～e^-，依据电子守恒得到，电子转移7mol电子，所以做氧化剂的氯气为7mol，还原剂为3mol，所以参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量比为7：3，
故答案为：7：3．

点评：本题考查了氯气实验室制备，氯气性质验证和除杂方法，反应产物判断，氧化还原反应电子守恒的计算应用和反应分析，题目难度中等．