Question

某化学实验小组同学为了证明和比较SO₂和氯气的漂白性，设计了如图1所示的实验装置．

（1）用MnO₂跟浓盐酸反应制备Cl₂，在图1、A、E两发生装置中应选用的装置是

 

（填装置序号）．该反应中的浓盐酸所表现出的性质是

 

．
（2）反应开始后，发现B、D两个试管中的品红溶液都褪去，停止通气后，给B、D两个试管加热，两个试管中的现象分别为B：

 

，D：

 

．
（3）装置C的作用是

 

．
（4）该实验小组的甲乙两名同学利用上述装置图1中的两发生装置与图2所示装置连接，继续进行实验，检验将两种气体按不同比例混合后的漂白性．通气一段时间后，甲同学实验过程中品红溶液几乎不褪色，而乙同学的实验现象是品红溶液随时间推移变得越来越浅．试根据该实验装置和两名同学的实验结果回答下列问题：
①指出在气体进入品红溶液之前，先将SO₂和Cl₂通过浓硫酸的目的：

 

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②试分析甲同学实验过程中，品红溶液不褪色的原因是：

 

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请写出其相应的离子方程式：

 

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③你认为乙同学实验中品红溶液颜色变得越来越浅的原因是：

 

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Answer 1

考点：性质实验方案的设计,氯气的化学性质,二氧化硫的化学性质

专题：实验设计题

分析：（1）实验室制备氯气的反应原理：4HCl（浓）+MnO₂

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，根据反应条件选择装置，根据方程式可以判断浓盐酸的性质；
（2）二氧化硫能够与有机色素化合成无色物质使品红溶液褪色，但是该无色物质不稳定受热易回复颜色；氯气溶液水生成的次氯酸具有强的氧化性，直接将有色物质氧化成稳定的无色物质，其漂白效果好，受热不回复颜色；
（3）二氧化硫和氯气都是有毒气体需要进行尾气处理，以免污染空气；
（4）①浓硫酸和二氧化硫、氯气不反应，但氯气和二氧化硫在该装置中能充分混合，且通过观察气泡的速度控制气体流量，使二者按一定比列混合；
②氯气有强氧化性，二氧化硫有还原性，二者能按1：1发生氧化还原反应而使气体失去漂白性；
③如果SO₂和Cl₂的进气速度不相等，混合发生反应后其中一种气体有剩余，仍具有漂白性．

解答： 解：（1）根据反应方程式4HCl（浓）+MnO₂

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，实验室制氯气应是固体和液体加热生成；又由反应4molHCl中有2mol盐酸中的氯元素化合价升高，做还原剂，表现还原性，还有2mol化合价不变与金属阳离子结合成盐表现出酸性，故答案为：E；酸性、还原性；
（2）二氧化硫漂白具有不稳定性受热回复颜色，次氯酸漂白效果稳定，受热不回复颜色，故答案为：溶液又变为红色；颜色无变化；
（3）用氢氧化钠吸收过量的二氧化硫和氯气，防止污染空气，故答案为：除去多余的Cl₂和SO₂，防止污染空气；
（4）①浓硫酸和二氧化硫、氯气不反应，但氯气和二氧化硫在该装置中能充分混合，且通过观察气泡的速度控制气体流量，使二者按一定比列混合；
故答案为：使SO₂和Cl₂混合均匀，通过观察气泡控制气体的流速；
②氯气有强氧化性，二氧化硫有还原性，二者能按1：1发生氧化还原反应而使气体失去漂白性，离子反应方程式为SO₂+Cl₂+2H₂O═4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-；
故答案为：控制SO₂和Cl₂按物质的量之比1：1进气，二者发生反应，生成无漂白性的H₂SO₄和HCl，SO₂+Cl₂+2H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+4H⁺；
③通气一段时间后，品红溶液颜色随时间推移变得越来越浅，说明有漂白性；如果SO₂和Cl₂的进气速度不相等，混合发生反应后其中一种气体有剩余，仍具有漂白性．
故答案为：通入的二氧化硫或者氯气一方有剩余．

点评：本题考查了次氯酸和二氧化硫的漂白性，难度不大，注意次氯酸和二氧化硫漂白性的不同，次氯酸的漂白性是利用其强氧化性，二氧化硫的漂白性是利用二氧化硫和有色物质反应生成无色物质．