Question

8．如图1是某研究性学习小组设计制取氯气并以氯气为反应物进行特定反应的装置

（1）要将C装置接入B和D之间，正确的接法是：a→c→b→d．
（2）实验开始先点燃A处的酒精灯，打开活塞K，让Cl₂充满整个装置，再点燃D处的酒精灯．Cl₂通过C装置后进入D，D装置内盛有炭粉，发生氧化还原反应，生成CO₂和HCl（g），发生反应的化学方程式为2Cl₂+C+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂．为了使C装置发挥更好的作用，可向烧杯中加入浓硫酸，加入浓硫酸的作用是加入的浓硫酸溶于水放出大量的热，有利于试管中的水变为水蒸气，从而提供足量的水蒸气供D中反应需要．
（3）D处反应完毕后，关闭弹簧夹K，移去两个酒精灯，由于余热的作用，A处仍有少量Cl₂产生，此时B中的现象是瓶中液面下降，长颈漏斗内液面上升，B的作用是贮存少量Cl₂，避免Cl₂对环境造成污染．
（4）若将图1中D、E装置换为如图2所示的装置进行实验，实验过程中观察到如下现象：D装置中：溶液变红；
E装置中：水层溶液变黄，振荡后，CCl₄层无明显变化．请根据现象分析判断Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性由强到弱的顺序为Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺．更换此装置后，存在一处明显的不足，请指出：缺少尾气处理装置．

Answer 1

分析 （1）分析装置D中反应，反应物有C、Cl₂，生成物有CO₂、HCl，显然反应物中缺少O、H两种元素，C的作用的提供水蒸气，连接方式应选择能让Cl₂带走更多水蒸气的方式，气体通过盛有水的试管时应长进短出；
（2）根据反应物和生成物，结合质量守恒定律书写化学方程式；利用浓硫酸溶于水放热的性质分析；
（3）关闭旋塞K，B中的气体逐渐增多，压强增大，B能贮存气体；
（4）依据氧化性强的能够制备氧化性弱的结合D、E中的现象判断三种物质的氧化性强弱顺序，氯气有毒，尾气直接排放到空气中能引起环境污染．

解答 解：（1）由装置图判断判断，气体由B流经C进入到D中反应，气体通过盛有水的试管时应长进短出，否则不能通过C装置，
故答案为：c，b；
（2）由题意知反应为Cl₂、C、H₂O，生成物为HCl和CO₂，则反应的化学方程式为2Cl₂+C+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂，C为提供水蒸气的装置，加入的浓硫酸溶于水放出大量的热，有利于试管中的水变为水蒸气，
故答案为：2Cl₂+C+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂；加入的浓硫酸溶于水放出大量的热，有利于试管中的水变为水蒸气，从而提供足量的水蒸气供D中反应需要； 
（3）关闭旋塞K，移去两个酒精灯，由于余热的作用，A处仍有少量Cl₂产生，B中的气体逐渐增多，压强增大，则导致瓶中液面下降，长颈漏斗内液面上升，氯气有毒，不能直接排放到空气中，B具有贮存少量氯气，并能防止空气污染，
故答案为：瓶中液面下降，长颈漏斗内液面上升；贮存少量Cl₂，避免Cl₂对环境造成污染；
（4）依据D装置中：溶液变红；E装置中：水层溶液变黄，振荡后，CCl₄层无明显变化，可知氯气少量只氧化二价铁离子，可知溴离子的还原性弱于二价铁离子，则溴单质的氧化性强于三价铁离子，氯气的氧化性强于溴，所以Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性由强到弱的顺序为：Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺；氯气有毒，尾气直接排放到空气中能引起环境污染，所以缺少尾气处理装置；
故答案为：Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺；缺少尾气处理装置．

点评 本题考查了氯气的制备及性质的检验，明确氯气制备原理及化学性质是解题关键，注意氧化还原反应强弱规律及判断方法，题目难度中等．