Question

15．实验室里可用如图所示的装置制取氯酸钾、次氯酸钠，并验证氯水的性质．

图中①为氯气发生装置；②的试管中盛有15mL 30%的KOH溶液，并置于水浴中；③的试管中盛有15mL 8%的NaOH溶液，并置于冰水浴中；④的试管中加有紫色石蕊试液；⑤为尾气吸收装置．
（1）制取氯气时，在烧瓶中先加入一定量的二氧化锰固体，再通过分液漏斗．
（填写仪器名称）向烧瓶中加入适量的浓盐酸．（填写试剂名称）
（2）为除去氯气中混有的氯化氢气体，可在①和②之间安装盛有b（选填字母编号）的净化装置．
a．碱石灰        b．饱和食盐水        c．浓硫酸    d．饱和碳酸氢钠溶液
（3）本实验制取次氯酸钠的离子方程式是Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O．
（4）比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件，两者的差异是反应的温度不同、反应物浓度不同．
（5）实验中可观察到④的试管中溶液颜色会发生变化：最初溶液由紫色变为红色，原因是氯气与水反应生成酸使石蕊显红色；接着溶液逐渐变为无色，是因为氯气与水反应生成次氯酸将石蕊氧化（或漂白）为无色．

Answer 1

分析 图中①为氯气发生装置MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；②的试管中盛有15mL 30%的KOH溶液，并置于水浴中，在加热条件下，氯气与浓KOH溶液反应生成氯酸钾，3Cl₂+6KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KClO₃+5KCl+3H₂O；③的试管中盛有15mL 8%的NaOH溶液，并置于冰水浴中，氯气在常温下与NaOH反应生成次氯酸钠和氯化钠，Cl₂+2NaOH=NaClO+NaCl+H₂O；④的试管中加有紫色石蕊试液，氯气与水反应生成酸使石蕊显红色，氯气与水反应生成次氯酸将石蕊氧化（或漂白）为无色；⑤为尾气吸收装置，氯气有毒，需进行尾气处理．
（1）实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制备氯气，可用分液漏斗加入浓盐酸；
（2）除去氯气中混有的氯化氢气体，可将混合气体通过饱和食盐水；
（3）氯气和碱在常温下反应生成NaClO和NaCl，以此书写反应的离子方程式；
（4）制取氯酸钾和次氯酸钠的浓度和温度不同；
（5）根据氯气与水反应生成HCl和HClO判断．

解答 解：（1）实验室制备氯气用浓盐酸和二氧化锰在加热条件反应，图中①为氯气发生装置MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，反应仪器为分液漏斗和圆底烧瓶，所以用分液漏斗向盛有二氧化锰固体的圆底烧瓶中加入浓盐酸，
故答案为：分液漏斗；浓盐酸；
（2）生成氯气混有HCl气体，根据氯气难溶于饱和氯化钠溶液，HCl易溶于水，可用饱和食盐水除杂，
故答案为：b；
（3）氯气在常温下与NaOH反应生成次氯酸钠和氯化钠，二者在水中溶解且电离，反应的离子方程式为Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O，
故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）根据题中信息可知，在加热条件下，氯气与浓KOH溶液反应生成氯酸钾，在常温以下，氯气与稀NaOH溶液反应生成次氯酸钠，二者反应的浓度和温度都不相同，
故答案为：反应的温度不同、反应物浓度不同；
（5）氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，反应生成的H⁺使石蕊变成红色，次氯酸具有强氧化性，将石蕊氧化为无色物质，所以反应现象为先变红，后褪色，
故答案为：氯气与水反应生成酸使石蕊显红色；氯气与水反应生成次氯酸将石蕊氧化为无色．

点评 本题考查氯气的制备、性质，主要是实验过程分析应用，注意物质性质的理解分析，题目难度中等，做题时注意基础知识的积累．