Question

实验室在没有浓盐酸的情况下，常用浓硫酸、食盐和二氧化锰在加热条件下制取氯气，发生反应的化学方程式为2NaCl+3H₂SO₄（浓）+MnO2

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2NaHSO4+MnSO4+Cl2↑+2H2O．某研究性学习小组在查阅资料时还发现二氧化锰与浓硫酸在加热条件下可产生氧气．
（1）制氯气时，先在烧瓶里加入一定量的二氧化锰和氯化钠，通过分液漏斗向烧瓶中加入一定量的浓硫酸，烧瓶里产生氧气的化学反应方程式为

 

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（2）请从图中选用所需的仪器（可重复使用）组成一套制取氯气的装置，既要完成“观察氯气使紫色石蕊试液变色实验”、“做氯气是否具有漂白性实验”、“验证氯气的氧化性比碘单质的氧化性强的实验”，又要探究“有氧气产生的实验”．现提供二氧化锰、浓硫酸、食盐粉末、紫色石蕊试液、碱石灰、淀粉-KI溶液，其他试剂自选．将所用的仪器按连接顺序由上至下依次填入表中（其中C装置只起收集氯气的作用），并写出对应仪器中应加试剂的名称．

选用的仪器	加入试剂
A	食盐粉末、二氧化锰、浓硫酸
B	紫色石蕊试液
	淀粉-KI溶液

证明有氯气生成的操作是

 

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（3）实验中观察装有紫色石蕊试液的洗气瓶中的颜色变化是

 

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（4）实验中观察到装有淀粉-KI溶液的洗气瓶中的颜色由无色变蓝色，最后褪色，经测定碘被氧化成+5价，写出有关离子方程式：

 

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Answer 1

分析：（1）信息给出浓硫酸能与二氧化锰反应生成氧气，反应方程式可根据电子守恒、原子守恒写出；
（2）实验的组装顺序一般是：发生装置、洗气装置、检验装置、尾气处理装置等，所以该实验的流程为：A装置产生氯气→饱和食盐水除去混有的氯化氢（B装置）→通入石蕊试液（B装置）→通入淀粉碘化钾溶液（B装置）→通入浓硫酸溶液干燥氯气（B装置）→通入干燥的有色布条（D装置）→通入氢氧化钠溶液（B装置）→收集氧气（C装置）；氯气具有强氧化性，能将碘离子氧化生成碘单质，氯气能把碘单质氧化生成碘酸．

解答：解：（1）根据题给信息知，在加热条件下，浓硫酸和二氧化锰反应生成硫酸锰、氧气和水，反应方程式为：2Mn0₂+2H₂SO₄（浓）

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2MnSO₄+O₂↑+2H₂0，
故答案为：2Mn0₂+2H₂SO₄（浓）

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2MnSO₄+O₂↑+2H₂0；
（2）从实验目的结合所供试剂知，A装置产生氯气→饱和食盐水除去混有的氯化氢（B装置）→通入石蕊试液检验氯气使紫色石蕊试液变色实验（B装置）→通入淀粉碘化钾溶液验证氯气的氧化性比碘单质的氧化性强的实验（B装置）→通入浓硫酸溶液干燥氯气（B装置）→通入干燥的有色布条做氯气是否具有漂白性实验（D装置）→通入氢氧化钠溶液做尾气处理（B装置）→用向上排空气法收集氧气（C装置），
将C收集的气体用带火星的木条检验，如果带火星的木条复燃，则证明是氧气，
故答案为：

选用的仪器	加入试剂
A	食盐粉末、二氧化锰、浓硫酸
B	饱和食盐水
B	紫色石蕊试液
B	淀粉-KI溶液
B	浓硫酸
D	干燥的有色布条
B	氢氧化钠溶液

C

无

将C收集的气体用带火星的木条检验，如果带火星的木条复燃，则证明是氧气；
（3）氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，所以其溶液呈酸性，紫色石蕊试液遇酸变红色，次氯酸有漂白性，能使红色褪去，氯气的水溶液呈黄绿色，所以实验中观察装有紫色石蕊试液的洗气瓶中的颜色变化是紫色→红色→无色→黄绿色，
故答案为：紫色→红色→无色→黄绿色；
（4）从实验现象知，氯气向将碘离子氧化生成碘单质，反应方程式为：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，继续通入氯气，氯气能够将碘氧化为碘酸，反应方程式为：5Cl₂+I₂+6H₂O=12H⁺+IO₃^-+10Cl^-，
故答案为：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，5Cl₂+I₂+6H₂O=12H⁺+IO₃^-+10Cl^-．

点评：本题考查了氯气的实验室制法及性质实验方案的设计，明确氯气的性质是解本题关键，难点是实验方案的设计，根据“发生装置、洗气装置、检验装置、尾气处理装置等”来设计实验即可，难度中等．