Question

10．氯气是一种重要的化工原料，在工农业生产、生活中有着重要的应用．请你根据所学知识回答下列问题：
（1）把氯气缓慢通入紫色石蕊溶液中，可以观察到的现象是溶液先变红色后褪色．
（2）某化学兴趣小组计划用氯气和氢氧化钠制取简易消毒液．
①其反应原理为：（用离子方程式表示）Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
②实验室配制好4.0mol•L^-1的NaOH溶液，这种溶液50mL才能与2.24L氯气（标准状况）恰好完全反应．
（3）配制250mL 4.0mol•L^-1 NaOH溶液的实验步骤：
a．计算需要氢氧化钠固体的质量
b．称量氢氧化钠固体
c．将烧杯中的溶液注入容量瓶，并用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁2～3次，洗涤液也注入容量瓶．
d．用适量蒸馏水溶解称量好的氢氧化钠固体，静置冷却．
e．盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀．
f．继续向容量瓶中加蒸馏水至刻度线下1cm～2cm时，改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面与刻度线相切．
①用天平称量的所需氢氧化钠固体的质量是40g．
②上述步骤的正确操作顺序a、b、d、c、f、e．
（4）某化学实验小组的同学为了证明、比较SO₂和氯水的漂白性，设计了如图1所示的实验装置．

①实验室常选用制CO₂的发生装置，用KMnO₄和浓盐酸制Cl₂；选用Cu和浓硫酸反应制取SO₂时，应选用上图A、E两发生装置中E装置（填装置序号），反应的化学方程式为Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，．
②反应开始后，发现B、D两个试管中的品红溶液都褪色，停止通气后，给B、D两个试管加热，两个试管中的现象分别为B：无变化，
D：恢复红色．
（5）化学实验小组的同学还利用图2所示装置探究SO₂和Cl₂按不同比例混合后的漂白性．
试分析：
①在气体进入品红溶液之前，先将SO₂和Cl₂通过盛有浓硫酸装置的目的是：a．控制气体通入速率；b．使SO₂和Cl₂充分混合．
②实验过程中发现：通气一段时间后，品红溶液几乎不褪色，其原因是SO₂+Cl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄（用化学方程式表示）．

Answer 1

分析 （1）氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸有漂白性，紫色石蕊试液遇酸变蓝色；
（2）①氯气和氢氧根离子反应生成氯离子、次氯酸根离子和水；
②由Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O及物质的量计算解答；
（3）结合m=cVM计算质量，配制溶液的步骤为：计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶等，结合步骤分析使用的仪器；
（4）①Cu和浓硫酸反应制取SO₂时，需加热才能发生；②根据二氧化硫的漂白性是可逆的，而氯水的漂白性是不可逆的进行解答；
（5）①氯气和二氧化硫在该装置中能充分混合，且通过观察气泡的速度控制气体流量，使二者按一定比列混合；
②氯气和二氧化硫在水溶液中恰好发生氧化还原反应，转化成没有漂白性的盐酸和硫酸；

解答 解：（1）氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，溶液中含有酸，紫色石蕊试液遇酸变红色，所以溶液呈现红色，但次氯酸有漂白性，所以溶液立即褪色，故答案为：溶液先变红色后褪色；
（2）氯气和氢氧根离子反应生成氯离子、次氯酸根离子和水，离子方程式为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
n（Cl₂）=$\frac{2.24L}{22.4L•mo{l}^{-1}}$=0.1mol
由Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O
知n（NaOH）=2n（Cl₂）=2×0.1mol=0.2mol
V（NaOH溶液）=$\frac{0.2mol}{4.0mol•{L}^{-1}}$=0.05L，
故答案为：50ml；
（3）①n（NaOH）=0.25L×4.0mol•L^-1=1.0mol，m（NaOH）=1.0mol×40g•mol^-1=40g，故答案为：40g；
②配制溶液的步骤为：计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶等，则正确的顺序为a、b、d、c、f、e，故答案为：a、b、d、c、f、e；
（4）①Cu和浓硫酸反应制取SO₂时，需加热才能发生，反应方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，故答案为：E；Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
②SO₂使品红褪色，生成不稳定的无色物质，可以看作是一个化合反应．该生成的无色物质不很稳定，受热又能分解放出SO₂，而恢复原来的红色．氯气使品红褪色是氧化性漂白，不可还原，无法恢复，
故答案为：无变化；恢复红色；
（5）①氯气和二氧化硫在该装置中能充分混合，且通过观察气泡的速度控制气体流量，使二者按一定比列混合，故答案为：使SO₂和Cl₂充分混合；
②氯气和二氧化硫在水溶液中恰好发生氧化还原反应，转化成没有漂白性的盐酸和硫酸，反应方程式为：SO₂+Cl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄，故答案为：SO₂+Cl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄．

点评 本题考查氯气的性质及溶液的配制，把握发生的化学反应及溶液配制的步骤为解答的关键，注重基础知识的考查，题目难度不大．