Question

氯气是氯碱工业的主要产品之一，是一种常用的消毒剂，其消毒原理是与水反应生成了次氯酸：Cl₂+H₂O?HCl+HClO，K=4.5×10^-4，次氯酸的强氧化性能杀死水中的病菌（不直接用次氯酸为自来水消毒是因为次氯酸易分解，且毒性较大）．但是，由于氯气贮运不方便，且具有一定的危险性，目前正逐渐被其他性能优越的消毒产品所替代．请回答：
（1）氯碱工业生产氯气的化学方程式为：

 

．将Cl₂通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯元素的离子是

 

．
（2）常见家用消毒液与氯气相比具有贮运方便等优点，用氯气与烧碱溶液反应制备，则制备这种家用消毒液的离子方程式为：

 

．
（3）二氧化氯是目前国际上公认的最新一代的高效、广谱、安全的杀菌、保鲜剂．二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀有气体或其它“惰性”气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热．我国科学家研发了用氯气氧化亚氯酸钠（NaClO₂）固体制备二氧化氯的方法，其化学方程式为：Cl₂+2NaClO₂═2ClO₂+2NaCl，此法的优点是

 

．
（4）最近科学家又研究出了一种新的制备二氧化氯的方法，利用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液还原氯酸钠，化学反应方程式为

 

．此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是

 

．
（5）一位同学设计了一套用浓盐酸和KMnO₄固体制取少量氯气并比较氯气与碘单质的氧化性强弱的微型装置（如图）．
①下列溶液能吸收Cl₂的是：

 

（填字母序号）．
A．饱和食盐水； B．饱和Na₂SO₃溶液；C．饱和NaOH溶液；D．浓硫酸
②能说明Cl₂的氧化性强于I₂的实验现象是：

 

．
③Cl₂中含有少量HCl气体，可用

 

 试剂除去HCl，请用平衡移动的原理解释原因：

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）氯碱工业用电解饱和食盐水的方法制备氯气，氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，其中次氯酸具有强氧化性；
（2）氯气和烧碱反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
（3）由题意可知，生成固体二氧化氯，没有毒副产品；
（4）用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液还原氯酸钠，反应生成硫酸钠、二氧化碳、二氧化氯、水；
（5））①氯气和水反应生成酸，酸能和碱反应，氯气有强氧化性，能氧化强还原性物质；
②氯气能和碘离子发生氧化还原反应；
③氯气难溶于饱和食盐水．

解答： 解：（1）氯碱工业用电解饱和食盐水的方法制备氯气，反应的方程式为2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，其中次氯酸具有强氧化性，
故答案为：2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；具有氧化性的含氯粒子是ClO^-；
（2）氯气和烧碱反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的方程式为Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案为：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）由题意可知，生成固体二氧化氯，没有毒副产品，故答案为：安全性好，没有产生毒副产品；
（4）用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液还原氯酸钠，反应生成硫酸钠、二氧化碳、二氧化氯、水，该反应为H₂C₂O₄+3NaClO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，其优点是只生成一种可溶性盐，此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是反应过程产生的CO₂气体对ClO₂起稀释作用，提高了生产及储存、运输的安全性，
故答案为：H₂C₂O₄+3NaClO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O；反应过程产生的CO₂气体对ClO₂起稀释作用，提高了生产及储存、运输的安全性；
（5）①A．氯气难溶于饱和食盐水，故A错误；
B．氯气具有氧化性，可与饱和Na₂SO₃溶液发生氧化还原反应而被吸收，故B正确；
C．氯气和与饱和NaOH溶液反应而被吸收，故C正确；
D．浓硫酸与氯气不反应，不能吸收氯气，故D错误．
故答案为：BC；
②氯气可氧化KI生成单质碘，淀粉遇碘变蓝色，则可用湿润淀粉碘化钾试纸检验，现象为试纸变蓝，故答案为：湿润淀粉碘化钾试纸变蓝；
③氯水中存在Cl₂+H₂O?HCl+HClO平衡，为可逆反应，饱和食盐水中Cl^-抑制氯气与水的反应，平衡会逆向移动，有效降低Cl₂在饱和食盐水中的溶解度，
故答案为：饱和食盐水；增大Cl^- 浓度，Cl₂+H₂O  HCl+HClO平衡会逆向移动，有效降低Cl₂在饱和食盐水中的溶解度．

点评：本题考查较为综合，涉及氯气的制备、性质以及检验等题目，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，难度中等，学习中注意相关基础知识的积累．