Question

14．某化学学习小组设计如图实验装置（夹持装置略去）制备Cl₂，并探究氯气的相关性质．

（1）写出实验室制取Cl₂的离子方程式MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．若A装置中固体药品为KClO₃，则反应中每生成1mol Cl₂时转移电子的物质的量$\frac{5}{3}$mol．
（2）装置B的作用除去氯气中的氯化氢，检测实验过程中装置C是否发生堵塞．
（3）装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性，I处是湿润的有色布条，则Ⅱ、Ⅲ处应加入的物质分别是无水氯化钙、干燥的有色布条．
（4）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性．请简述能说明氯、溴、碘非金属性强弱的实验操作及现象：打开A中分液漏斗活塞，一段时间后，D中的无色溶液变为橙色（橙红色或黄色），说明氯的非金属性大于溴；打开D中活塞，将D中少量溶液放入装置E中，振荡，下层为紫红色，说明溴的非金属性大于碘．
（5）请用化学方程式说明装置F的作用：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）实验室制备氯气是利用二氧化锰固体和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水；依据氯酸钾和浓盐酸反应的化学方程式结合元素化合价变化计算电子转移；
（2）浓盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，用饱和食盐水可以吸收氯化氢；B装置还能够检测实验过程中装置C是否发生堵塞；
（3）验证氯气是否具有漂白性，要验证干燥氯气无漂白性，湿润的有色布条中，氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性；
（4）依据氯气氧化性大于溴，能够置换溴，溴的氧化性大于碘，能够置换碘解答；
（5）氯气有毒，直接排放能够引起空气污染，氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，可以用氢氧化钠吸收过量氯气．

解答 解：（1）实验室制取氯气反应的离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
若A装置中固体药品为KClO₃，和盐酸反应的化学方程式为：KClO₃+6HCl=KCl+3Cl₂↑+3H₂O，反应生成3molCl₂，转移电子5mol，则反应中每生成1mol Cl₂时转移电子的物质的量为$\frac{5}{3}$mol，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；$\frac{5}{3}$；
（2）浓盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，氯化氢易溶于水，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，用饱和食盐水可以吸收氯化氢；
检测实验过程中装置C是否发生堵塞，若C中发生堵塞，会看的，B中长颈漏斗中液面上升，形成液柱；
故答案为：除去氯气中的氯化氢，检测实验过程中装置C是否发生堵塞；
（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，验证氯气是否具有漂白性，要验证干燥氯气无漂白性，湿润的有色布条中，氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性，Ⅱ中应是干燥剂无水氯化钙，湿润的氯气通过干燥除去水分，通过Ⅲ处干燥的有色布条，布条不褪色；
故答案为：无水氯化钙，干燥的有色布条；
（4）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性，使用操作为及现象为：打开A中分液漏斗活塞，一段时间后，D中的无色溶液变为橙色（橙红色或黄色），说明氯的非金属性大于溴；打开D中活塞，将D中少量溶液放入装置E中，振荡，下层为紫红色，说明溴的非金属性大于碘；
故答案为：打开A中分液漏斗活塞，一段时间后，D中的无色溶液变为橙色（橙红色或黄色），说明氯的非金属性大于溴；打开D中活塞，将D中少量溶液放入装置E中，振荡，下层为紫红色，说明溴的非金属性大于碘．
（5）F作用吸收过量氯气，氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．

点评 本题考查了氯气实验室制取、氯气性质的检验、实验设计、实验装置的理解评价、化学方程式、离子方程式的书写等，注意装置连接的操作和实验设计，掌握基础是关键，题目难度中等．