Question

为了探究和验证氯气的性质，某研究性学习小组以MnO₂和浓盐酸为主要原料，设计了如图所示装置（其中A是连有注射器针头的橡皮管，针头已插入并穿过橡皮塞）进行了研究．

试回答下列问题：
（1）乙中的现象是______，丙中的现象______，丁中的现象是______，
（2）橡皮管连通后，分液漏斗中的气体压强P₁与烧瓶中的气体压强P₂的关系为P₁______P₂（填“＞”、“＜”或“=”），连接橡皮管的目的是______；
（3）烧瓶内发生反应的化学方程式为______ MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

Answer 1

【答案】分析：（1）次氯酸能使湿润的有色布条褪色，氯气能置换碘化钾中的碘，碘遇淀粉变蓝色，由此判断实验现象；
（2）根据针头的作用判断压强的大小，气体的压强有利于分液漏斗内的液体顺利流下；
（3）浓盐酸和二氧化锰在加热条件下能发生反应生成氯化锰和水、氯气，注意稀盐酸和二氧化锰不反应；
（4）根据氯气和水反应的方程式判断存在的微粒，采用假设实验法排除推测是次氯酸．
解答：解析：（1）利用图所示装置制备Cl₂，制得的Cl₂通过浓H₂SO₄（甲中）干燥Cl₂，除去氯气中的水蒸气；Cl₂与干红布条不反应（乙中），没有次氯酸生成，所以有色布条不褪色；Cl₂与H₂O反应生成的HClO起漂白作用，所以丙中红色布条褪色；Cl₂与KI溶液反应生成I₂单质，CCl₄萃取碘单质，溶液分层（丁中）下层是I₂的CCl₄溶液，所以丁中的现象是下层四氯化碳层呈紫红色，故答案为：干燥的红布条不褪色；湿润的红布条褪色；下层四氯化碳层呈紫红色；
（2）利用针头连接后，分液漏斗与烧瓶内气压相等，有利于液体流下，故答案为：=；有利于球形分液漏斗里浓盐酸顺利流入烧瓶里；
（3）浓盐酸和二氧化锰在加热条件下能发生反应生成氯化锰、水和氯气，反应方程式为MnO₂+4HCl（浓）MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（4）①次氯酸能使湿润的有色布条褪色，故答案为：HClO；
②假设：氯气或盐酸或HClO使有色布条褪色．
实验验证方法：a．干燥的Cl₂不能使干燥的有色布条褪色，说明Cl₂本身没有漂白作用；
b．在干燥的有色布条上滴加盐酸，结果没有褪色现象，说明盐酸及水没有漂白作用；
c．在干燥的有色布条上滴加新制氯水，结果有色布条褪色；
推论：在氯水中存在反应：Cl₂+H₂O?HCl+HClO，说明HClO有漂白作用；
答：假设：氯气或盐酸或HClO使有色布条褪色；
实验验证方法：a．干燥的Cl₂不能使干燥的有色布条褪色，说明Cl₂本身没有漂白作用；
b．在干燥的有色布条上滴加盐酸，结果没有褪色现象，说明盐酸及水没有漂白作用；
c．在干燥的有色布条上滴加新制氯水，结果有色布条褪色；
推论：在氯水中存在反应：Cl₂+H₂O?HCl+HClO，说明HClO有漂白作用．
点评：本题考查了氯气的制取、性质及次氯酸的探究性实验的设计，难度较大，设计实验的步骤是：先提出假设，然后验证假设，最后得出结论，易错的题是（1）题中丁的现象，很多同学可能填写溶液变蓝色，忽视了图片中溶液的分层，实际有萃取实验存在．