题目内容

13．工业上将纯净干燥的氯气通入到NaOH溶液中得到漂水．某同学想在实验室探究Cl2性质并模拟制备漂水，如图是部分实验装置．
已知：2KMnO4+16HCl═2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O

（1）Cl是卤素中的代表元素，写出其简单离子的结构示意图．
（2）装置B和C的作用分别是除去氯气中的氯化氢气体和干燥氯气．
（3）写出装置E发生的化学反应方程式Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O．
（4）实验时装置D中湿润的红色纸条褪色，干燥部分没有褪色，放置一段时间后，纸条全部褪色．该同学认为Cl2的密度比空气大，可能是试管下部Cl2的浓度大于试管上部Cl2的浓度所导致的．请判断该解释是否合理，并分析产生上述实验现象的原因；不合理；实验进行中Cl2与湿润红色纸条中的水反应HClO生成使湿润的红色纸条褪色，干燥部分没有HClO，所以纸条不褪色，放置一段时间，由于水分子运动会导致整个纸条湿润而褪色
如需改进，请简述设计方案将氯气先通入装有干燥的红色纸条的试管，再通入装有湿润的红色纸条的试管中（若认为合理．则此问可不作答）．

分析 （1）氯离子核内有17个质子，核外有3个电子层，各层分别容纳电子2，8，8，据此写出氯离子结构示意图；
（2）浓盐酸具有挥发性，加热能够促进浓盐酸的挥发，所以制取的氯气中含有氯化氢和水蒸气，用饱和食盐水除去氯化氢，用浓硫酸吸收水；
（3）氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
（4）根据氯气不能使红色物质褪色，HClO使有色的物质褪色及水分子的运动来分析；

解答 解：（1）氯离子核内有17个质子，核外有3个电子层，各层分别容纳电子2，8，8，结构示意图为：；
故答案为：；

（2）浓盐酸具有挥发性，加热能够促进浓盐酸的挥发，所以制取的氯气中含有氯化氢和水蒸气，要得到干燥纯净的氯气，应依次通入盛有饱和食盐水的洗气瓶除去氯化氢，然后通入盛有浓硫酸的洗气瓶除去水，
故答案为：除去氯气中的氯化氢气体；干燥氯气；
（3）氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，化学方程式：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
故答案为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
（4）因氯气不能使红色物质褪色，HClO使有色的物质褪色，且一段时间后水分子能运动到干燥的红色纸条中，则实验不合理；
可设计实验将氯气先通入装有干燥的红色纸条的试管，再通入装有湿润的红色纸条的试管中，
故答案为：不合理；实验进行中Cl2与湿润红色纸条中的水反应生成HClO使湿润的红色纸条褪色，干燥部分没有HClO，所以纸条不褪色，放置一段时间，由于水分子运动会导致整个纸条湿润而褪色；
将氯气先通入装有干燥的红色纸条的试管，再通入装有湿润的红色纸条的试管中．

点评 本题考查氯气的制取实验装置及氯气的性质，明确装置的作用及装置中发生的化学反应即可解答，侧重考查学生分析实验的能力，题目难度不大．

练习册系列答案
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3．Ⅰ．工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，回答下列问题：
（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2O（g）?CO2+H2．T℃时，往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气．反应建立平衡后，体系中c（H2）=0.12mol•L-1．该温度下此反应的平衡常数K=1（填计算结果）．
（2）硝酸厂的尾气直接排放将污染空气，目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ•mol-1
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ•mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）△H=-867kJ•mol-1．
（3）氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水．科学家利用此原理，设计成氨气-氧气燃料电池，则通入氨气的电极在碱性条件下发生反应的电极反应式为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O．
Ⅱ．甲醇是一种重要的有机化工原料，可用于制取甲醚．一定温度下，在三个体积为1.0L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）．
容器
编号		温度（℃）起始物质的量（mol）平衡物质的量（mol）
CH3OH（g）CH3OCH3（g）H2O（g）
Ⅰ3870.200.0800.080
Ⅱ3870.40ab
Ⅲ2070.200.0900.090
（4）容器I中的反应达到平衡时所需的时间大于（填“大于”“小于”或等于）容器II中的．
（5）a=0.16
（6）下列说法中能说明该反应达到平衡状态的是BD．（填字母）
A．容器中压强不变      B．混合气体中c（CH3OCH3） 不变
C．混合气体的密度不变  D．单位时间内生成CH3OH与CH3OCH3的分子个数之比为2：1
（7）已知下面两个反应（m、n均大于0）：
反应①：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-m kJ•mol-1
反应②：2CO（g）+4H2（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-n kJ•mol-1
则下列m与n的关系中，正确的是A（填字母）．
A．n＞2m　　　  B．m＞2n　　  C.2m＞n 　　 D．m＞3n．
4．下列说法正确的是（　　）
A．溶液是呈电中性的，而胶体是可以带电的
B．向沸水中加入FeCl3饱和溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色时即得到Fe（OH）3胶体
C．清晨，阳光透过树叶间的缝隙可以产生丁达尔效应，说明空气是一种胶体
D．常用于区分溶液和胶体的方法是利用丁达尔效应，属于化学方法
1．某研究性学习小组为了制取、收集纯净干燥的氯气，并探究氯气的性质，他们设计了如图所示的实验装置：

请回答下列问题：
（1）整套实验装置的连接顺序是f接a b接e d接c（填各接口处的字母代号）．
（2）E装置中制取氯气的化学方程式是MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
（3）B装置的作用是干燥氯气；A装置中试剂X是饱和食盐水．
（4）C装置中可观察到的现象是溶液由无色变蓝色，
（5）漂白粉是常用的消毒剂和漂白剂．根据所学知识，回答下列问题：
①工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉，化学反应方程式为2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O．
②漂白粉的有效成分是（化学式）Ca（ClO）2．
③漂白粉溶于水后，受空气中的CO2作用，即产生有漂白、杀菌作用的化学反应方程式为Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO．
8．设NA代表阿伏加德罗常数，下列说法中，正确的是（　　）
A．标准状况下6.72L NH3的质量约为5.1g
B．10g D216O分子中所含中子数为4NA
C．2.3g金属钠全部变成钠离子失去的电子数目为0.2NA
D．150mL1mol/L氯化钠溶液与50mL1mol/L AlCl3溶液中氯离子的物质的量浓度相等
18．下列反应的离子方程式书写正确的是（　　）
A．氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+
B．碳酸钙溶于醋酸CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O
C．氯化亚铁溶液中通入氯气：Fe2++Cl2═Fe3++2Cl-
D．澄清的石灰水与稀盐酸反应Ca（OH）2+2H+═Ca2++2H2O
5．下列物质中不能导电的是（　　）
A．NaCl水溶液B．盐酸C．铝D．KOH固体
2．甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料．利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H1
②CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H2
③CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）△H3
回答下列问题：
化学键H-HC-OC

O		H-OC-H
E/（kJ．mol-1）4363431076465413
已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
由此计算△H1=___kJ．mol-1，已知△H2=-58kJ．mol-1，则△H3=___kJ．mol-1（　　）
A．99、-41B．+99、+41C．-99、+41D．-99、41
3．用“＞”、“＜”或“=”填空：
（1）同温同压下，H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）在光照和点燃条件的△H（化学计量数相同）分别为△H1、△H2，则△H1=△H2．
（2）相同条件下，2mol氢原子所具有的能量＞1mol 氢分子所具有的能量．
（3）已知常温下红磷比白磷稳定，比较下列反应中（反应条件均为燃烧）△H的大小：△H1＜△H2．
①P4（白磷，s）+5O2（g）═2P2O5（s）△H1，
②4P（红磷，s）+5O2（g）═2P2O5（s）△H2．
（4）已知：101kPa时，2C（s）+O2（g）═2CO（g）
△H=-221kJ•mol-1，则碳的燃烧热数值＞110.5kJ•mol-1．
（5）已知：稀溶液中，H+（aq）+OH-（aq）═H2O（l）△H=-57.3kJ•mol-1，则浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出的热量＞57.3kJ；稀硫酸和稀氢氧化钡溶液中和生成1mol水放出的热量＞57.3kJ．

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