Question

1．瑞典化学家舍勒将软锰矿（主要成分为MnO₂）与浓盐酸混合加热，在世界上首先得到了氯气．已知Cl₂和碱溶液在不同条件下，得到的产物不同，某兴趣小组用如图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质．


图中：A为氯气发生装置；B的试管里盛有15mL 30% KOH溶液，并置于水浴中；C的试管里盛有15mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；D的试管里盛有紫色石蕊试液．
请填写下列空白：
（1）制取氯气时，在圆底烧瓶里加入一定质量的二氧化锰，通过分液漏斗（填仪器名称）向圆底烧瓶中加入适量的浓盐酸．装置A中反应的离子方程式是MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（2）制取氯酸钾是在装置B中进行的，装置B中制取氯酸钾的化学反应方程式是3Cl₂+6KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KClO₃+5KCl+3H₂O．该小组同学发现制得的氯酸钾产量偏低，原因是氯气中含有杂质，改进方法是在装置A、B之间加一个盛饱和食盐水的洗气瓶．
（3）实验中装置D的试管中产生的现象是溶液先变红后褪色．
（4）请在装置图方框中画出上述实验还缺少的装置，并注明试剂．
（5）该小组同学认为：SO₂和氯水都有漂白性，二者混合后的漂白性肯定会更强．但是如果将SO₂和Cl₂同时通入到品红溶液中，则会发现褪色效果并不像该小组同学想象的那样．请你分析原因（用离子方程式表示）SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-．

Answer 1

分析 （1）装置图分析可知，制备氯气的原理是利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰，氯气和水，浓盐酸从分液漏斗中加入；
（2）氯气与氢氧化钾在加热条件下生成氯化钾和氯酸钾和水；氯气中可能含有氯化氢气体，AB间增加一个洗气装置，盛饱和食盐水的洗气瓶吸收氯化氢，避免产生误差；
（3）氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，既有酸性，又具有漂白性；
（4）E为尾气吸收装置需要氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，据此画出装置图；
（5）SO₂和Cl₂按1：1通入，SO₂和Cl₂恰好反应，二者反应生成H₂SO₄和HCl，生成物都无漂白性；

解答 解：（1）制备氯气的原理是利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰，氯气和水，浓盐酸从分液漏斗中加入，反应的化学方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：分液漏斗；MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）氯气与氢氧化钾在加热条件下生成氯化钾和氯酸钾和水，化学方程式：3Cl₂+6KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KClO₃+5KCl+3H₂O；氯气中可能含有氯化氢气体，AB间增加一个洗气装置，盛饱和食盐水的洗气瓶吸收氯化氢，避免产生误差，
故答案为：3Cl₂+6KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KClO₃+5KCl+3H₂O；在装置A、B之间加一个盛饱和食盐水的洗气瓶；
（3）氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，既有酸性，又具有漂白性，能够使石蕊先变红色后褪色，
故答案为：溶液先变红后褪色；
（4）剩余的氯气不能排放到空气中，需要用氢氧化钠溶液吸收，装置图为，故答案为：；
（5）SO₂和Cl₂按1：1通入，SO₂和Cl₂恰好反应，二者反应生成H₂SO₄和HCl，生成物都无漂白性，化学方程式为：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-；
故答案为：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-；

点评 本题考查了氯气的制备及性质，掌握并熟练应用氯气的有关化学反应原理是解题关键，注意氯气与氢氧化钠溶液反应条件不同得到产物不同，题目难度中等．