题目内容

17．氯气的制取按照传统的方法，一般采用浓盐酸与MnO2共热来制备氯气，但是这种方法制过程中存在缺陷．某学习小组采用新的方法来制备氯气并进行性质实验．
Ⅰ．实验仪器及药品：
a．实验仪器：玻璃片、表面皿（顶部贴有湿润的蓝色石蕊试纸和干燥的石蕊试纸）、胶头滴管等
b．实验药品：KMnO4晶体、浓HCl、KBr溶液、淀粉溶液、KI溶液、FeSO4溶液、NaOH溶液、酚酞、KSCN溶液、AgNO3溶液、湿润的蓝色石蕊试纸和干燥的石蕊试纸．
Ⅱ．实验方法及图示：
①在玻璃片上分别滴加KBr溶液、FeSO4溶液、NaOH稀溶液、KI溶液、AgNO3溶液．
②在KI溶液中滴加一滴淀粉溶液
③FeSO4溶液中滴加一滴KSCN溶液
④NaOH稀溶液中滴加一滴酚酞溶液
⑤在以上溶液分布的中心放置一块KMnO4晶体，然后滴加2-3滴浓盐酸，迅速盖上表面皿．并观察实验现象．
（1）该反应实验原理：2KMnO4+16HCl═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：5；
（2）实验时反应一段时间后可以观察到KBr溶液由无色变为橙色，其离子反应方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2；
（3）滴有KSCN溶液的FeSO4溶液呈红色，其离子反应方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+、Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3；
（4）滴加淀粉溶液的KI溶液呈蓝色，湿润的蓝色石蕊试纸的变化为先变红后褪色，干燥的石蕊试纸的变化为无变化．

分析 （1）分析反应中元素化合价变化，判断氧化剂与还原剂，依据方程式判断氧化剂与还原剂物质的量之比；
（2）氯气氧化性强于溴，能够与溴化钾反应生成溴单质，溴水为橙色；
（3）氯气具有强的氧化性，与二价铁离子反应生成三价铁离子，三价铁离子与KSCN发生络合反应生成血红色络合物；
（4）氯气氧化性强于碘，能够与碘化钾反应生成碘单质，碘遇到淀粉变蓝；氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸具有酸性，次氯酸具有漂白性；氯气不具有漂白性．

解答 解：（1）2KMnO4+16HCl═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反应中锰元素化合价降解从+7价降为+2价，高锰酸钾做氧化剂，盐酸中氯元素化合价升高从-1价升高到0价，依据得失电子守恒规律，可知2mol高锰酸钾参加反应，需要有10mol氯化氢被氧化，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为：1：5；
故答案为：1：5；
（2）氯气氧化性强于溴，能够与溴化钾反应生成溴单质，离子方程式：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，溴水为橙色；
故答案为：橙； Cl2+2Br-=2Cl-+Br2；
（3）氯气具有强的氧化性，与二价铁离子反应生成三价铁离子，离子方程式：Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+；三价铁离子与KSCN发生络合反应生成血红色络合物，离子方程式：Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3；
故答案为：红；Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+；Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3；
（4）氯气氧化性强于碘，能够与碘化钾反应生成碘单质，碘遇到淀粉变蓝；氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸具有酸性，能够使蓝色石蕊试纸变红色，次氯酸具有漂白性，最终使试纸褪色；
氯气不具有漂白性，不能使干燥的石蕊试纸变色，
故答案为：蓝； 先变红后褪色； 无变化；

点评 本题考查了氯气的制备和性质检验，明确氯气制备原理和其氧化性是解题关键，题目难度不大．

练习册系列答案
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7．硝酸铝是重要的化工原料．
（1）在实验室中，硝酸铝必须与可燃物分开存放，是因为硝酸铝具有B．
A．可燃性        B．氧化性         C．还原性
（2）用Al作电极电解H2SO4溶液制取Al2（SO4）3，电解反应的离子方程式为2Al+6H+$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Al3++3H2↑．
（3）查资料得知当Al2（SO4）3溶液pH＞3时铝元素有多种存在形态，如Al3+、[Al（OH）]2+、[Al（OH）2]+等．写出[Al（OH）]2+转化为[Al（OH）2]+的离子方程式[Al（OH）]2++H2O[Al（OH）2]++H+．
（4）铜及其化合物在生产、生活中应用广泛．回答下列问题：
1）用新制Cu（OH）2与葡萄糖反应可制备Cu2O，该反应中葡萄糖是还原剂（填“氧化剂”或“还原剂”）．
2）用H2O2、H2SO4混合溶液浸泡废印刷电路板可制备CuSO4以实现铜的回收利用，其离子方程式为Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O．
3）用NH4NO3氧化海绵铜（含Cu的CuO）生产CuCl的部分流程如下：

①步骤I中反应温度不宜过高的原因是防止生成氮氧化物造成污染，当0.5mol NH4NO3参加反应时，反应中有4mol电子发生转移，则铜参加反应的离子方程式为4Cu+NO3-+10H+=4Cu2++NH4++3H2O．
②步骤Ⅱ中物质X可选用ad（填字母），该物质需过量的原因，其一是加快反应速率，其二是防止CuCl被氧化．
a．Cu    b．Cl2    c．H2O2   d．（NH4）2SO3．
8．除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：①过滤；②加过量的氢氧化钠溶液；③加适量的盐酸；④加过量的碳酸钠溶液；⑤加过量的氯化钡溶液下列正确的操作顺序是（　　）
A．①④②⑤③B．⑤②①④③C．②⑤④①③D．④①②⑤③
5．下列关于胶体的叙述中不正确的是（　　）
A．淀粉胶体加入电解质可发生聚沉现象
B．向Fe（OH）3胶体中加入少量H2SO4溶液，会生成红褐色沉淀
C．可利用丁达尔效应区分胶体与溶液
D．胶体微粒具有较大的表面积，能吸附阳离子或阴离子，故在电场作用下会产生电泳现象
12．将等物质的量的SO2和Cl2混合后的气体溶解于适量的蒸馏水中，再滴入含有品红和BaCl2的混合溶液，则发生的实验现象是（　　）
①红色溶液很快褪色   ②红色溶液不褪色   ③有白色沉淀生成   ④溶液仍然透明．
A．仅①和④B．仅①和③C．仅②和③D．仅②和④
2．温度为T0时，在容积固定的容器中发生反应，各物质的浓度随时间变化的关系如图a所示．其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，Z的浓度随时间变化的关系如图b所示．下列叙述正确的是（　　）
A．该反应的正反应是放热反应
B．T0时，该反应的平衡常数为$\frac{1}{3}$
C．反应时各物质的反应速率关系为：2v （X）=2v （Y）=v （Z）
D．图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%
9．为了确认电解质溶液X的成分，某同学做了以下两组实验，请根据实验回答问题：
编号ⅠⅡ
实验一 
编号Ⅲ
实验二
（1）实验步骤Ⅰ中无明显现象，实验步骤Ⅱ中发现溶液变红色，相关的离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3；
（2）实验步骤Ⅲ中反应的离子方程式为：Cl-+Ag+=AgCl↓；
（3）实验一证明X溶液中含Fe2+离子，实验Ⅱ证明X溶液中含Cl-离子．（填离子符号）
6．恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：N2+3H2?2NH3．
（1）若反应进行5min时，测得n（N2）=1.8mol，n（NH3）=0.4mol．
计算：
①a的值； 
②用H2浓度的变化表示的反应速率．
（2）反应达平衡时，混合气体的总物质的量为5.0mol，其中NH3的含量（体积分数）为40%．
计算：上述温度下该反应的化学平衡常数．
7．如图所示是用铅蓄电池为电源，模拟氯碱工业中电解饱和食盐水的装置图（C、D均为石墨电极）．已知铅蓄电池在放电时发生下列电极反应．

负极：Pb+SO42--2e-═PbSO4
正极：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O
（1）若在电解池中C极一侧滴2滴酚酞试液、电解一段时间后，未呈红色，说明该铅蓄电池的A极为正极
（2）用铅蓄电池电解2L饱和食盐水（食盐水足量，密度为1.15g/cm3）时：
①若收集到11.2L（标准状况下）氯气，则至少转移电子1mol．
②若该电池消耗0.02molH2SO4，则可收集到H2的体积为0.224（标准状况下）L．电解后除去隔膜，所得溶液在常温下的pH为12（假定氯气全部排出，电解过程中溶液体积的变化忽略不计）．

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