题目内容
【题目】某兴趣小组利用文献资料设计方案对氯及其化合物进行探究。
Ⅰ.用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气
(1)该小组利用右图装置及试剂制备并收集适量Cl2,装置B、C的作用分别是___________、_______________。
(2)制得的氯气中加入适量水,得到饱和氯水,饱和氯水中含氯元素的微粒有____________(写出全部微粒)。
(3)饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HC1O溶液的方法之一。在过量的石灰石中加入饱和氯水充分反应,有少量气泡产生,溶液浅黄绿色褪去,过滤,得到的滤液其漂白性比饱和氯水更强。
①滤液漂白性增强的原因是________________(用化学平衡移动原理解释)。
②饱和氯水与石灰石反应生成HC1O的方程式是___________________。
Ⅱ. ClO3—、Cl—和H+反应的探究
(4)KClO3、KCl与硫酸可以反应。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应的影响,实验记录如下(实验在室温下进行):
烧杯编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
氯酸钾饱和溶液 | 1mL | 1mL | 1mL | 1mL |
氯化钾固体 | 1g | 1g | 1g | 1g |
水 | 8mL | 6mL | 3mL | 0mL |
硫酸(6mol/L) | 0mL | 2mL | (____)mL | 8mL |
现象 | 无现象 | 溶液呈浅黄色 | 溶液呈黄绿色,生成浅黄绿色气体 | 溶液呈黄绿色, |
①该系列实验的目的_______________________。
②烧杯3取用硫酸的体积应为______________mL。
(5)该小组同学查资料得知:将氯酸钾固体和浓盐酸混合也能生成氯气,同时有大量ClO2生成;ClO2沸点为10℃,熔点为-59℃,液体为红色;Cl2沸点为-34℃,液态为黄绿色。设计最简单的实验验证Cl2中含有ClO2______________________。
【答案】收集氯气 防止D中的溶液进入B Cl2 、Cl—、ClO—、HClO Cl2 + H2OHClO+HCl,CaCO3与盐酸反应使平衡正移,增大HClO的浓度,漂白效果增强 CaCO3+2Cl2 +H2O==2 HC1O + CO2+ CaCl2 其他条件相同时,氢离子浓度不同对化学反应速率的影响 5 收集一试管气体,盖上胶塞,放入冰水混合物中,观察液体(或气体)颜色变化
【解析】
试题(1)氯气的密度比空气大,用向上排空气法收集,所以装置B的作用为收集氯气,氯气有毒,用NaOH溶液进行尾气吸收,为防止倒吸,装置C的作用是防止D中的溶液进入B。
(2)氯气溶于水并与水发生反应,Cl2+H2OH++Cl-+HClO,得到的氯水呈黄绿色,说明含有Cl2,所以饱和氯水中含氯元素的微粒有Cl—Cl2ClO—HClO。
(3)①Cl2 + H2OHClO+HCl;CaCO3与盐酸反应使平衡正移,增大HClO的浓度,漂白效果增强,所以在过量的石灰石中加入饱和氯水充分反应,有少量气泡产生,溶液浅黄绿色褪去,过滤,得到的滤液其漂白性比饱和氯水更强。
②根据上述现象,饱和氯水与石灰石反应生成HC1O的方程式是CaCO3+2Cl2 +H2O==2 HC1O + CO2+ CaCl2。
(4)①根据表格提供的信息,该反应在常温下进行,温度相同,每次试验时,氯酸钾溶液和氯化钾溶液的浓度相同,只有硫酸的用量不同,即氢离子浓度不同,所以该系列实验的目的是其他条件相同时,氢离子浓度不同对化学反应速率的影响;
②根据表格提供的信息,混合溶液的总体积均为9mL,所以烧杯3取用硫酸的体积应为9-1-3=5mL。
(5)因为ClO2沸点为10℃,熔点为-59℃,液体为红色;Cl2沸点为-34℃,液态为黄绿色,所以要验证Cl2中是否含有ClO2,简单的操作为收集一试管气体,盖上胶塞,放入冰水混合物中,观察液体(或气体)颜色变化即可。
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