Question

9．如图是某同学设计的制备少量氯气并进行系列实验的装置（夹持及加热仪器已略）．

（1）若装置A中制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸，请写出装置A中化学反应的离子方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-=Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）实验室也可用高锰酸钾制氯气：2KMnO₄+16HCl（浓）═5Cl₂↑+2MnCl₂+2KCl+8H₂O
①请用双线桥标出该反应的电子转移方向和数目．
②该反应中的氧化剂是KMnO₄，若消耗0.2mol氧化剂，则被氧化的还原剂的物质的量是1mol．
（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中I、Ⅱ、Ⅲ依次放入d；
（提示：硅胶是干燥剂，不与氯气反应）

	a	b	c	d
Ⅰ	干燥的有色布条	干燥的有色布条	干燥的有色布条	干燥的有色布条
Ⅱ	碱石灰	硅胶	碱石灰	无水氯化钙
Ⅲ	湿润的有色布条	湿润的有色布条	干燥的有色布条	干燥的有色布条

（4）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱．当向D中缓缓通入少量氯气时，D中发生反应的离子方程式为Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-，若打开D装置的活塞，使D中溶液滴入E装置，振荡锥形瓶后静置一会儿，可以观察到的现象是E中液体分为两层，下层（CCl₄层）为紫红色．

Answer 1

分析 （1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水；
（2）2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中Mn元素化合价降低，被还原，KMnO₄为氧化剂，Cl元素化合价升高，被氧化，HCl为还原剂，生成5mol氯气转移10mol电子；
（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）氯气的氧化性强于溴，能够氧化溴离子生成单质溴，生成的溴单质和碘化钾反应生成碘单质，碘单质溶解于四氯化碳中，振荡分层，四氯化碳层在上层．

解答 解：（1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，离子方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-=Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-=Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中Mn元素化合价降低，被还原，KMnO₄为氧化剂，Cl元素化合价升高，被氧化，HCl为还原剂，反应中Mn得到2×5e^-，Cl失去10e^-，电子转移数目和方向可表示，
故答案为：；
②2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中Mn元素化合价降低，被还原，KMnO₄为氧化剂，Cl元素化合价升高，被氧化，HCl为还原剂，反应中，其中有10mol氯化氢做还原剂，生成5mol氯气，转移10mol电子，则消耗0.2mol氧化剂，则被氧化的还原剂的物质的量是：1mol；
故答案为：KMnO₄；1mol；
（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，选项中abc的Ⅱ中都是干燥剂，再通入湿润的有色布条不能验证氯气的漂白性，所以C中I、II、III依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条，所以选d，
故答案为：d；
（4）氯气的氧化性强于溴，能够氧化溴离子生成单质溴，离子方程式：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；生成的溴单质和碘化钾反应生成碘单质，碘单质溶解于四氯化碳中，振荡分层，四氯化碳层在上层；
故答案为：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；E中液体分为两层，下层（CCl₄层）为紫红色．

点评 本题考查了氯气实验室制取、氯气化学性质、实验设计、实验装置的理解评价、化学方程式的书写等，明确氯气制备原理和氯气的性质是解题关键，题目难度不大．