题目内容
(2012?天津模拟)某校化学兴趣小组的同学分别对氯气和氯水的性质进行探究.
I. 如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(部分夹持设备已略).
(1)制备氯气选用的药品为二氧化锰和浓盐酸,A中的化学反应方程式为:
(2)装置B中饱和食盐水的作用是
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中 I、II、III处最好依次放入
(4)当向D中缓缓通入一定量氯气时,D中溶液逐渐变为
(5)有人提出,装置F中可改用足量的饱和NaHSO3溶液吸收余氯,请判断是否可行
II.同学们将纯净的氯气通入适量水中,即制得氯水,将氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液中时发现溶液红色褪去,对红色褪去的原因提出两种假设:
假设①:Cl2与水反应生成有强氧化性的HClO,HClO有漂白作用,使红色褪去;
假设②:
请设计实验验证假设①和假设②哪个正确?(写出操作、现象及结论)
I. 如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(部分夹持设备已略).
(1)制备氯气选用的药品为二氧化锰和浓盐酸,A中的化学反应方程式为:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
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MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
.
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(2)装置B中饱和食盐水的作用是
除去Cl2中的HCl
除去Cl2中的HCl
;同时装置B还能监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象B中长颈漏斗中液面上升
B中长颈漏斗中液面上升
.(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中 I、II、III处最好依次放入
②、④、①
②、④、①
.(填序号)①干燥的有色布条 ②湿润的有色布条 ③碱石灰 ④无水氯化钙 ⑤浓硫酸(4)当向D中缓缓通入一定量氯气时,D中溶液逐渐变为
黄
黄
色;再打开D装置活塞,将装置D中少量溶液滴入锥形瓶E中,振荡,观察到的现象是E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫色
E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫色
.(5)有人提出,装置F中可改用足量的饱和NaHSO3溶液吸收余氯,请判断是否可行
否
否
(填“是”或“否”),理由是(用离子反应方程式表示):4HSO3-+Cl2=SO42-+2Cl-+3SO2+2H2O
4HSO3-+Cl2=SO42-+2Cl-+3SO2+2H2O
.II.同学们将纯净的氯气通入适量水中,即制得氯水,将氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液中时发现溶液红色褪去,对红色褪去的原因提出两种假设:
假设①:Cl2与水反应生成有强氧化性的HClO,HClO有漂白作用,使红色褪去;
假设②:
可能是H+与OH-中和,导致溶液褪色
可能是H+与OH-中和,导致溶液褪色
.请设计实验验证假设①和假设②哪个正确?(写出操作、现象及结论)
取少量褪色溶液于试管中,滴加酚酞显红色,假设①正确(或取少量褪色溶液于试管中,加入适量NaOH溶液显红色,假设②正确)
取少量褪色溶液于试管中,滴加酚酞显红色,假设①正确(或取少量褪色溶液于试管中,加入适量NaOH溶液显红色,假设②正确)
.分析:(1)依据实验室制取氯气的试剂和反应产物书写化学方程式;
(2)反应生成物中含有杂质氯化氢、水蒸气;结合实验装置分析回答问题,装置中气体压强变化分析;
(3)验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥氯气无漂白性,湿润的有色布条中,氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性;
(4)当向D中缓缓通入少量氯气时,氯气和溴化钠反应生成溴单质,可以看到无色溶液逐渐变为黄色;打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,生成的溴单质和碘化钾反应生成碘单质,碘单质溶解于苯中,振荡分层,苯层在上层;
(5)氯气具有强氧化性,在溶液中将HSO3-氧化SO42-同时生成Cl-、H+,H+与HSO3-反应生成SO2;
(6)氯气能与水发生化学反应生成盐酸和次氯酸(HClO),溶液红色褪去,可能盐酸与氢氧化钠溶液会发生中和反应;也可能次氯酸具有强氧化性,可将某些有色物质氧化成无色物质;
取(1)中溶液红色褪色后的无色溶液1~2mL于试管中,然后滴加酚酞,若溶液由无色变成红色,证明中溶液红色褪去的原因是①;若溶液仍然为无色,证明(1)中溶液红色褪去的原因是②;
(2)反应生成物中含有杂质氯化氢、水蒸气;结合实验装置分析回答问题,装置中气体压强变化分析;
(3)验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥氯气无漂白性,湿润的有色布条中,氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性;
(4)当向D中缓缓通入少量氯气时,氯气和溴化钠反应生成溴单质,可以看到无色溶液逐渐变为黄色;打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,生成的溴单质和碘化钾反应生成碘单质,碘单质溶解于苯中,振荡分层,苯层在上层;
(5)氯气具有强氧化性,在溶液中将HSO3-氧化SO42-同时生成Cl-、H+,H+与HSO3-反应生成SO2;
(6)氯气能与水发生化学反应生成盐酸和次氯酸(HClO),溶液红色褪去,可能盐酸与氢氧化钠溶液会发生中和反应;也可能次氯酸具有强氧化性,可将某些有色物质氧化成无色物质;
取(1)中溶液红色褪色后的无色溶液1~2mL于试管中,然后滴加酚酞,若溶液由无色变成红色,证明中溶液红色褪去的原因是①;若溶液仍然为无色,证明(1)中溶液红色褪去的原因是②;
解答:解:I. (1)制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸,加热反应的化学反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O;
故答案为:MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)反应过程中氯化氢和水蒸气是氯气中的杂质,装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl;装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,发生堵塞时B中的,压强增大,B中长颈漏斗中液面上升,形成水柱;
故答案为:除去Cl2中的HCl;B中长颈漏斗中液面上升,形成水柱;
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥氯气无漂白性,湿润的有色布条中,氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性,选项中abc的Ⅱ中都是干燥剂,再通入湿润的有色布条不能验证氯气的漂白性,所以C中I、II、III依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条,所以选②、④、①,故答案为:②、④、①;
(4)D中是溴化钠,当向D中缓缓通入少量氯气时,氯气和溴化钠反应生成溴单质,可以看到无色溶液逐渐变为黄,所以现象为:溶液从无色变化为黄色;打开活塞,将装置D中含溴单质的少量溶液加入焓碘化钾和苯的装置E中,溴单质和碘化钾反应生成碘单质,碘单质溶于苯呈紫红色,振荡.观察到的现象是:E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色;故答案为:黄;E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色;
若改用NaHSO3,会发生反应4HSO3-+Cl2=SO42-+2Cl-+3SO2↑+2H2O,生成二氧化硫气体.
(5)若改用NaHSO3,会发生反应4HSO3-+Cl2=SO42-+2Cl-+3SO2↑+2H2O,生成二氧化硫气体,二氧化硫污染环境,故不可行.
故答案为:否;4HSO3-+Cl2=SO42-+2Cl-+3SO2+2H2O;
II.(1)由题意分析,原因可能有两个:盐酸或次氯酸的作用的结果,一种可能是:溶液中的红色物质被氯水中的次氯酸氧化褪色;另一种可能是:氯水中的盐酸、次氯酸中和了氢氧化钠,使溶液由碱性转变成了中性甚至酸性,酚酞试液中性或酸性溶液中显无色,故答案为:可能是H+与OH-中和,导致溶液褪色;
取(1)中溶液红色褪色后的无色溶液1~2mL于试管中,然后滴加酚酞,若溶液由无色变成红色,证明中溶液红色褪去的原因是①;若溶液仍然为无色,证明(1)中溶液红色褪去的原因是②;故答案为:取少量褪色溶液于试管中,滴加酚酞显红色,假设①正确(或取少量褪色溶液于试管中,加入适量NaOH溶液显红色,假设②正确);
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故答案为:MnO2+4HCl(浓)
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(2)反应过程中氯化氢和水蒸气是氯气中的杂质,装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl;装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,发生堵塞时B中的,压强增大,B中长颈漏斗中液面上升,形成水柱;
故答案为:除去Cl2中的HCl;B中长颈漏斗中液面上升,形成水柱;
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥氯气无漂白性,湿润的有色布条中,氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性,选项中abc的Ⅱ中都是干燥剂,再通入湿润的有色布条不能验证氯气的漂白性,所以C中I、II、III依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条,所以选②、④、①,故答案为:②、④、①;
(4)D中是溴化钠,当向D中缓缓通入少量氯气时,氯气和溴化钠反应生成溴单质,可以看到无色溶液逐渐变为黄,所以现象为:溶液从无色变化为黄色;打开活塞,将装置D中含溴单质的少量溶液加入焓碘化钾和苯的装置E中,溴单质和碘化钾反应生成碘单质,碘单质溶于苯呈紫红色,振荡.观察到的现象是:E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色;故答案为:黄;E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色;
若改用NaHSO3,会发生反应4HSO3-+Cl2=SO42-+2Cl-+3SO2↑+2H2O,生成二氧化硫气体.
(5)若改用NaHSO3,会发生反应4HSO3-+Cl2=SO42-+2Cl-+3SO2↑+2H2O,生成二氧化硫气体,二氧化硫污染环境,故不可行.
故答案为:否;4HSO3-+Cl2=SO42-+2Cl-+3SO2+2H2O;
II.(1)由题意分析,原因可能有两个:盐酸或次氯酸的作用的结果,一种可能是:溶液中的红色物质被氯水中的次氯酸氧化褪色;另一种可能是:氯水中的盐酸、次氯酸中和了氢氧化钠,使溶液由碱性转变成了中性甚至酸性,酚酞试液中性或酸性溶液中显无色,故答案为:可能是H+与OH-中和,导致溶液褪色;
取(1)中溶液红色褪色后的无色溶液1~2mL于试管中,然后滴加酚酞,若溶液由无色变成红色,证明中溶液红色褪去的原因是①;若溶液仍然为无色,证明(1)中溶液红色褪去的原因是②;故答案为:取少量褪色溶液于试管中,滴加酚酞显红色,假设①正确(或取少量褪色溶液于试管中,加入适量NaOH溶液显红色,假设②正确);
点评:本题考查了如何探究物质的性质和变化规律,了解酸碱指示剂及其性质,学会猜想和实验验证的方法.
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