Question

9．氯气和氯乙烯都是非常重要的化工产品，年产量均在10⁷ t左右．氯气的实验室制备和氯乙烯的工业生产都有多种不同方法．完成下列填空：
（1）实验室制取纯净的氯气，除了二氧化锰、浓盐酸和浓硫酸．还需要饱和氯化钠溶液、氢氧化钠溶液（填写试剂或溶液名称）．
（2）实验室用2.00mol/L盐酸和漂粉精（成分为Ca（ClO）₂、CaCl₂）反应生成氯气、氯化钙和水，若产生2.24L（标准状况）氯气，发生反应的盐酸100mL．
（3）实验室通常用向上排空气法收集氯气．设计一个简单实验，验证所收集的氯气中是否含有空气．用试管收集氯气，收集满后将试管倒立在氢氧化钠溶液中，观察试管内有无残留气体
（4）工业上用电石-乙炔法生产氯乙烯的反应如下：
CaO+3C$\stackrel{2200℃-2300℃}{→}$CaC₂+CO；CaC₂+2H₂O→HC≡CH↑+Ca（OH）₂；HC≡CH+HCl$→_{140℃-200℃}^{HgCl_{2}}$CH₂=CHCl
电石-乙炔法的优点是流程简单，产品纯度高，而且不依赖于石油资源．电石-乙炔法的缺点是：高耗能 会污染环境．

Answer 1

分析 （1）依据浓盐酸具有挥发性，制取的氯气中含有水蒸气和氯化氢，要想制取纯净的氯气需要除去氯化氢和水蒸气，氯气有毒，过量的氯气应进行尾气处理；
（2）依据反应方程式：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O计算解答；
（3）氯气可与氢氧化钠溶液反应，如含有空气，则与氢氧化钠反应后试管内有残留气体；
（4）依据反应流程判断，此方法缺点：高能耗、会污染环境、使用有毒的原料不符合绿色化学等．

解答 解：（1）浓盐酸具有挥发性，制取的氯气中含有水蒸气和氯化氢，要想制取纯净的氯气需要除去氯化氢和水蒸气，应依次通过盛有饱和食盐水的洗气瓶、浓硫酸的洗气瓶，氯气有毒，不能直接排放到空气中，氯气能够与氢氧化钠反应，可以用氢氧化钠吸收过量的氯气，所以除了二氧化锰、浓盐酸和浓硫酸，还需要：
饱和氯化钠溶液、氢氧化钠溶液；
故答案为：饱和氯化钠溶液、氢氧化钠溶液；
（2）2.24L氯气的物质的量为$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，反应的离子方程式为ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O，生成0.1mol氯气需要消耗盐酸的物质的量为0.2mol，消耗盐酸的体积为$\frac{0.2mol}{2mol/L}$=0.1L，即100mL；
故答案为：100；
（3）氯气可与氢氧化钠溶液反应，如含有空气，则与氢氧化钠反应后试管内有残留气体，所以检验方法为：用试管收集氯气，收集满后将试管倒立在氢氧化钠溶液中，观察试管内有无残留气体；
故答案为：用试管收集氯气，收集满后将试管倒立在氢氧化钠溶液中，观察试管内有无残留气体；
（4）依据反应流程判断，此方法缺点在于：高能耗、会污染环境、使用有毒的原料不符合绿色化学，
故答案为：高耗能  会污染环境．

点评 本题考查氯气的制备和性质的检验，熟悉氯气制备原理是解题关键，题目难度不大．