Question

12．某校学生化学实验小组，为验证非金属元素氯的氧化性强于硫和氮，设计了一套实验装置：（部分夹持装置已略去）

（1）写出A中反应的离子方程式MnO₂+4H⁺+2Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（2）B中出现黄色浑浊现象，产生此现象的离子方程式Cl₂+S^2-=S↓+2Cl^-．
（3）浸有NaOH溶液的棉花团的作用是吸收多余的氯气．
（4）D中干燥管中出现的明显现象及化学方程式是产生大量白烟；8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂．
（5）有同学认为D中的现象并不能说明氯的氧化性大于氮，需要在C之前加装洗气装置，该洗气装置中盛装氯化钠试剂．
（6）还有什么方法能证明氧化性Cl₂＞S，（用化学方程式表示）2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃、Fe+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeS．

Answer 1

分析 非金属性强弱比较的一般规律是：①根据氧化还原反应判断：同一化学反应，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性；②由对应氢化物的稳定性判断：氢化物越稳定，非金属性越强．③由最高价氧化物对应水化物的酸性来判断：酸性越强，非金属越强．（除氟元素之外）．④非金属单质与具有可变价金属的反应．能生成高价金属化合物的，其非金属性强，据此可以验证．
为验证非金属元素氯的氧化性强于硫，该实验通过氯气把硫化钠溶液中的硫离子氧化为S单质说明，为验证非金属元素氯的氧化性强于氮，通过氯气能把氨气氧化生成氮气和氯化氢说明，实验装置中，A制取氯气：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，浓盐酸易挥发，经过浓硫酸干燥的氯气中扔混有少量氯化氢气体，因此需要在C加一吸收装置除掉氯化氢，需要在C之前加装洗气装置，为该实验装置设计缺陷，B装置为为验证非金属元素氯的氧化性强于硫，B中出现黄色浑浊现象，说明有S沉淀生成，氯气的氧化性大于S的氧化性，反应为：Cl₂+S^2-=S↓+2Cl^-，装置C进行干燥氯气，盛放氢氧化钠的烧杯吸收尾气，装置E为：氯化铵和氢氧化钙固体加热反应生成氨气，反应的化学方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂；装置D氯气能把氨气氧化生成氮气和氯化氢，生成的氯化氢和氨气结合生成氯化铵，从而冒白烟，验证非金属元素氯的氧化性强于氮．
（1）此反应装置为浓盐酸和二氧化锰共热制备氯气，以此写出化学方程式；
（2）B中出现黄色浑浊现象，说明有S沉淀生成，氯气的氧化性大于S的氧化性；
（3）氯气污染环境，浸有NaOH溶液的棉花团可以吸收多余的氯气；
（4）装置E为实验室制取氨气的装置，氯气能把氨气氧化生成氮气和氯化氢，氯化氢与氨气反应生成氯化铵，故现象为冒白烟；
（5）浓盐酸易挥发，经过浓硫酸干燥的氯气中仍混有少量氯化氢气体，因此需要在C加一吸收装置除掉氯化氢；
（6）依据非金属性强弱比较的一般规律进行验证．

解答 解：（1）反应装置A为浓盐酸和二氧化锰共热制备氯气的装置，其离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）反应制备的氯气通入B之后，B中出现黄色浑浊现象，说明氯气把硫化钠溶液中的硫离子氧化为S单质，离子方程式为Cl₂+S^2-=S↓+2Cl^-，
故答案为：Cl₂+S^2-=S↓+2Cl^-；
（3）氯气污染环境，浸有NaOH溶液的棉花团可以吸收多余的氯气，反应为：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，
故答案为：吸收多余的氯气；
（4）通E装置是制备氨气，氯气能把氨气氧化生成氮气和氯化氢，生成的氯化氢和氨气结合生成氯化铵，从而冒白烟，因此实验的现象是产生大量白烟，反应的方程式是8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂，
故答案为：产生大量白烟；8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂；
（5）盐酸易挥发，所以生成氯气中含有氯化氢气体，氯化氢也能直接和氨气结合冒白烟，所以需要在C之前连接一盛有饱和食盐水的装置以除去氯化氢气体，装置图为，
故答案为：氯化钠；
（6）非金属性强弱比较的一般规律是：①由对应氢化物的稳定性判断：氢化物越稳定，非金属性越强．②由最高价氧化物对应水化物的酸性来判断：酸性越强，非金属越强．（除氟元素之外）．③非金属单质与具有可变价金属的反应．能生成高价金属化合物的，其非金属性强，据此可以验证，所以还可用以下方法能证明氧化性Cl₂＞S，方法一：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃、Fe+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeS；方法二：相同温度下相同状态的HCl的稳定性大于H₂S；方法三：最高价氧化物对应的水化物的酸性HClO₄ 大于H₂SO₄．用化学方程式表示选择方法一，
故答案为：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃、Fe+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeS．

点评 本题考查实验方案的设计与评价，考查了氯气、氨气的实验室制法及性质的检验，明确制备原理及物质的性质是解题关键，题目难度中等．