Question

15．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中的化学反应方程式：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
实验室也可用高锰酸钾制氯气：2KMnO₄+16HCl（浓）=5Cl₂↑+2MnCl₂+2KCl+8H₂O
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；
（2）装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl₂中的HCl；
（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（填编号）；（碱石灰为NaOH与CaO混合物，无水氯化钙为中性干燥剂）

	a	b	c	d
I	干燥的有色布条	干燥的有色布条	湿润的有色布条	湿润的有色布条
II	碱石灰	无水氯化钙	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，可以看到D中无色溶液逐渐变为橙黄色，若打开D装置的活塞，使D中溶液滴入E装置（KI溶液与CCl₄），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；
（5）装置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯，试写出相应的化学方程式2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O．

Answer 1

分析 （1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰和水；
依据方程式2KMnO₄+16HCl（浓）=5Cl₂↑+2MnCl₂+2KCl+8H₂O分析元素化合价变化判断氧化剂，计算消耗0.2mol氧化剂，则被氧化的还原剂的物质的量；
（2）浓盐酸具有挥发性，制备的氯气中含有氯化氢，依据氯化氢、氯气在饱和食盐水中溶解性选择除杂试剂；
（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）D中是溴化钠，当向D中缓缓通入少量氯气时，氯气和溴化钠反应生成溴单质；打开活塞，将装置D中含溴单质的少量溶液加入含碘化钾和CCl4的装置E中，溴单质和碘化钾反应生成碘单质，碘单质溶于苯呈紫红色；
（5）氯气有毒，能够与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，可以用氢氧化钠吸收．

解答 解：（1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰和水，化学方程式：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
依据方程式2KMnO₄+16HCl（浓）=5Cl₂↑+2MnCl₂+2KCl+8H₂O 反应中锰元素化合价降低，所以氧化剂为高锰酸钾，还原剂为氯化氢，16mol氯化氢参加反应，只有10mol被氧化，所以若消耗0.2mol氧化剂，则被氧化的还原剂的物质的量是1mol；
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；KMnO₄，1；
（2）反应过程中氯化氢和水蒸气是氯气中的杂质，装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl₂中的HCl；装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，发生堵塞时B中的，压强增大，B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱；
故答案为：除去Cl₂中的HCl；
（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，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，故应选择d；
故答案为：d；
（4）D中是溴化钠，当向D中缓缓通入少量氯气时，氯气和溴化钠反应生成溴单质，可以看到无色溶液逐渐变为黄，所以现象为：溶液从无色变化为黄色；打开活塞，将装置D中含溴单质的少量溶液加入含碘化钾和CCl₄的装置E中，溴单质和碘化钾反应生成碘单质，碘单质溶于苯呈紫红色，振荡．观察到的现象是：E中溶液分为两层，下层（四氯化碳层）为紫红色；
故答案为：橙黄； E中液体分为两层，下层（CCl4层）为紫红色；
（5）用足量的NaOH溶液吸收余氯，相应的化学方程式为：2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O，故答案为：2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O．

点评 本题考查了氯气实验室制取，氯气化学性质的应用，实验设计，实验装置的原理分析，化学方程式的书写，明确氯气制备原理和性质是解题关键，题目难度中等．