题目内容

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
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
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
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上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
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
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.
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.
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.
练习册系列答案
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“白铁皮”具有较强的耐腐蚀性,是生产中常用的金属材料之一.镀锌层犹如铁皮的保护层,这层膜的厚度及均匀度也成了判断镀层质量的重要指标.某研究性学习小组为了测定镀锌铁皮的厚度,设计了下面的实验方案:
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(1)锌镀层完全反应的标志是
反应速率突然减小
反应速率突然减小

(2)如何检验铁片已经洗净
取最后一次的洗出液,滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀,则铁片乙洗净
取最后一次的洗出液,滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀,则铁片乙洗净

方案二:已知锌与强碱溶液反应的离子方程式为:Zn+2OH-+2H2O=[Zn(OH)4]2-+H2↑.某同学按图装置设计了测定镀锌铁皮镀层厚度的实验方案,将单侧面积为S cm2、质量为mg的镀锌铁皮放入6mol?L-1 NaOH溶液中.回答下列问题:
(3)装置中导管a的作用是
使分液漏斗和锥形瓶内气压相同,氢氧化钠溶液能顺利滴下
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(4)检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:
①记录C的液面位置;②待B中不再有气体产生并恢复至室温;③由A向B中滴加足量NaOH溶液;④上下移动C,使干燥管和C中液面相平.
上述操作的顺序是
④①③②④①
④①③②④①
(填序号).
(5)实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL(已知Zn的密度为7.14g/cm3,实验条件的气体摩尔体积为Vm L/mol).则镀锌铁皮的镀层厚度为
V1-V2
1000Vm
×65
2S×7.14
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1000Vm
×65
2S×7.14
cm.(写出数学表达式)
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(1)铝与氯化铜溶液能迅速反应,而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是
C
C

A.氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强
B.硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化
C.氯离子能破坏氧化铝表面薄膜,而硫酸根离子不能
D.生成氯化铝溶于水,而生成硫酸铝不溶于水
请设计一个简单实验验证你的选择:
在硫酸铜溶液中加入铝片,无明显现象,再加入氯化钠(注意:不能加入盐酸),若反应明显加快了,说明上述推断正确
在硫酸铜溶液中加入铝片,无明显现象,再加入氯化钠(注意:不能加入盐酸),若反应明显加快了,说明上述推断正确

(2)铝片表面出现的暗红色物质的过程中发生的离子反应方程式是
2Al+3Cu2+=3Cu+2Al3+
2Al+3Cu2+=3Cu+2Al3+
. 用离子方程式解释产生气泡的原因:
Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,2Al+6H+=2Al3++3H2
Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,2Al+6H+=2Al3++3H2

(3)放出的气体是
氢气
氢气
,请从有关物质的浓度、能量、是否有电化学作用等分析开始阶段产生气体的速率不断加快的原因是
随着反应进行生成铝离子浓度增大,水解程度增大,产生大量H+(或该反应放热,升高温度反应加快或铜与铝构成原电池,加快铝失电子)
随着反应进行生成铝离子浓度增大,水解程度增大,产生大量H+(或该反应放热,升高温度反应加快或铜与铝构成原电池,加快铝失电子)
.(写出一点即可)
(4)某同学通过一定的实验操作,也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快,他采取的措施可能是
ABD
ABD

A.用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中
B.把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后,取出洗涤,再投入硫酸铜溶液中
C.向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,再投入铝片
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选项 铝电极 电解质 负极反应 正极反应
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其中正确的是
B
B
,由此推知,金属作电极不仅与本身性质相关,而且与
电解质的性质
电解质的性质
有关.

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