Question

19．某化学兴趣小组的同学利用如图所示实验装置进行实验（图中a、b、c表示止水夹）．

请按要求填空：
（1）A、C、E相连后的装置可用于制取Cl₂并进行相关的性质实验．
①若在丙中加入适量水，即可制得氯水．将所得氯水分成两份，进行Ⅰ、Ⅱ两个实验，实验操作、现象、结论如下，请将表格中实验1的现象补充：

实验序号	实验操作	现象	结论
Ⅰ	将氯水滴入品红溶液	褪色	氯气与水反应的产物有漂白性
Ⅱ	氯水中加入NaHCO3粉末	有无色气泡产生	氯气与水反应的产物具有 较强的酸性

有同学认为实验II的结论合理，请说明理由实验Ⅰ结论不合理，因为Cl₂也有氧化性，此实验无法确定是Cl₂还是HClO漂白；实验Ⅱ结论不合理，因为制取的氯气中含有HCl气体，HCl溶于水后能与NaHCO₃粉末反应产生气泡；
②若要利用上述装置设计一个简单的实验，验证Cl^-和Br^-的还原性强弱，则丙中所盛装的试剂为NaBr溶液，能得到结论的实验现象为试管中溶液由无色变为橙色；
③某同学用该装置探究氯气与KI的反应，在丙中盛放有KI淀粉溶液，通入氯气，看到丙中溶液变成蓝色，继续通氯气，发现蓝色逐渐消失，检测到溶液中有含+5价元素的酸根离子，则蓝色消失过量中丙中发生反应的化学方程式是5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl．
（2）B、D、E装置相连后，在B中盛装铜片（放在有孔塑料板上）和浓硝酸，关闭c，打开a、b，即可在试管丁中收集到NO₂．
①B中发生反应的化学方程式为Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
②欲用D装置验证NO₂与水的反应，在试管中收集满NO₂后，使烧杯中的水进入试管丁的操作是（不可改变试管和烧杯的位置）：先关闭止水夹ab，再打开止水夹c，双手紧握（或微热）试管丁使试管中气体逸出，二氧化氮与水接触后即可引发烧杯中的水倒流到试管丁中．

Answer 1

分析 （1）A、C、E相连后的装置可用于制取Cl₂并进行相关的性质实验．
①因为Cl₂有氧化性可以氧化品红使品红褪色，但氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性也可以使品红褪色，将氯气滴入品红溶液中溶液褪色；氯气中含有氯化氢气体和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，氯气和水反应也生成盐酸；
②实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，分液漏斗只能盛装液体，所以甲装浓盐酸，乙盛装二氧化锰；丙是用来检验氯气的性质，所以盛装溴化钠溶液；氯气和溴属于同一主族的元素，随着原子序数的增大，非金属性逐渐减弱，所以氯气能置换出溴化钠中的溴；
③在丙中盛放有KI淀粉溶液，通入氯气，看到丙中溶液变成蓝色，是生成了碘单质遇到淀粉变蓝色，继续通氯气，发现蓝色逐渐消失，检测到溶液中有含+5价元素的酸根离子，则蓝色消失过量中丙中发生反应是氯气和碘单质水溶液中发生氧化还原反应生成碘酸和盐酸；
（2）①铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水；
②二氧化氮能和水反应，则烧杯内气体的压强会减小，小于外界大气压，烧杯中的溶液会倒流于试管丁，以此来解答．

解答 解：（1）①因为Cl₂有氧化性可以氧化品红使品红褪色，但氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性也可以使品红褪色，将氯气滴入品红溶液中溶液褪色，此实验无法确定是Cl₂氧化性还是HClO漂白，实验实验Ⅰ结论不合理；氯气中含有氯化氢气体和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，氯气和水反应也生成盐酸，所以实验Ⅱ无法判断是哪部分的盐酸，所以实验Ⅱ也不合理，
故答案为：褪色；实验Ⅰ结论不合理，因为Cl₂也有氧化性，此实验无法确定是Cl₂还是HClO漂白；实验Ⅱ结论不合理，因为制取的氯气中含有HCl气体，HCl溶于水后能与NaHCO₃粉末反应产生气泡；
②实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，分液漏斗只能盛装液体，所以甲装浓盐酸，乙盛装二氧化锰；丙是用来检验氯气的性质，所以盛装溴化钠溶液；二氧化锰和浓盐酸反应生成黄绿色的氯气，所以会看到烧瓶中有黄绿色的气体生成；氯气和溴属于同一主族的元素，随着原子序数的增大，非金属性逐渐减弱，所以氯气能置换出溴化钠中的溴，试管内溶液由无色变为橙色，由此证明氯气的氧化性强于溴，则证明Br^-的还原性强于Cl^-．
故答案为：NaBr溶液；试管中溶液由无色变为橙色；
③在丙中盛放有KI淀粉溶液，通入氯气，看到丙中溶液变成蓝色，是生成了碘单质遇到淀粉变蓝色，继续通氯气，发现蓝色逐渐消失，检测到溶液中有含+5价元素的酸根离子，则蓝色消失过量中丙中发生反应是氯气和碘单质水溶液中发生氧化还原反应生成碘酸和盐酸，反应的化学方程式为：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl，
故答案为：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl；
（2）①铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，方程式为Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
②二氧化氮能和水反应，则烧杯内气体的压强会减小，小于外界大气压，烧杯中的溶液会倒流于试管丁，所以先关闭止水夹 ab，再打开止水夹 c，使烧杯中的水进入试管丁，
故答案为：先关闭止水夹 ab，再打开止水夹 c，双手紧握（或微热）试管丁使试管中气体逸出，二氧化氮与水接触后即可引发烧杯中的水倒流到试管丁中．

点评 本题考查物质的性质实验，为高频考点，把握物质的性质、实验装置的作用、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识与实验的结合，题目难度中等．