Question

某化学学习小组设计如图实验装置（夹持装置略去）制备Cl₂，并探究氯气的相关性质．

（1）若A装置中固体药品为MnO₂，其化学方程式为

 

若A装置中固体药品为KClO₃，则反应中每生成1molCl₂时转移电子的物质的量为

 

mol．
（2）装置B的作用：

 

（3）装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性，l处是湿润的有色布条，则Ⅱ、Ⅲ处应加入的物质分别是

 

．
（4）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性．但有同学认为该设计不够严密，他的理由可能

 

．
（5）请用化学方程式说明装置F的作用

 

．
（6）甲同学提出，装置F中改用过量的Na₂SO₃溶液，乙同学认认为此法不可行．请用离子方程式解释乙认为不可行的原因：

 

．

Answer 1

考点：氯气的实验室制法

专题：实验设计题

分析：（1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气；
依据氯酸钾中氯元素、氯化氢中氯元素化合价变化数目计算转移电子数；
（2）浓盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，用饱和食盐水可以吸收氯化氢；B装置还能够检测实验过程中装置C是否发生堵塞；
（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）打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，生成的溴单质和碘化钾反应生成碘单质，当溴水浓度较小时，溶液颜色与氯水相似也呈黄色，由于过量的氯气也能够氧化碘离子，无法说明溴单质氧化性强于碘单质；
（5）氯气有毒，直接排放容易造成空气污染，氯气与氢氧化钠反应，能够被氢氧化钠吸收；
（6）亚硫酸钠溶液中 通入氯气反应生成硫酸钠，同时生成的盐酸和亚硫酸钠反应会生成污染气体二氧化硫．

解答： 解：（1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气，化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
若A装置中固体药品为KClO₃，和盐酸反应的化学方程式为：KClO₃+6HCl=KCl+3Cl₂↑+3H₂O，反应生成3molCl₂，转移电子5mol，则反应中每生成1mol Cl₂时转移电子的物质的量为

5

3

，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；

5

3

；
（2）浓盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，氯化氢易溶于水，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，用饱和食盐水可以吸收氯化氢；
检测实验过程中装置C是否发生堵塞，若C中发生堵塞，会看的，B中长颈漏斗中液面上升，形成液柱；
故答案为：除去氯气中的氯化氢，检测实验过程中装置C是否发生堵塞；
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，Ⅱ中应是干燥剂无水氯化钙，湿润的氯气通过干燥除去水分，通过Ⅲ处干燥的有色布条，布条不褪色；
故答案为：无水氯化钙，干燥的有色布条；
（4）打开活塞，将装置D中含溴单质的少量溶液加入焓碘化钾和苯的装置E中，溴单质和碘化钾反应生成碘单质，当溴水浓度较小时，溶液颜色与氯水相似也呈黄色，氯气具有强氧化性，过量的氯气能够将碘离子氧化成碘单质，所以该现象不能说明溴的非金属性强于碘；
故答案为：排除氯气对溴、碘的非金属性强弱实验的干扰；
（5）氯气有毒，直接排放容易造成空气污染，氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，方程式为：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
故答案为：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（6）亚硫酸钠溶液中通入氯气反应生成硫酸钠，反应的离子方程式为SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺，同时生成的盐酸和亚硫酸钠反应会生成污染气体二氧化硫，反应的离子方程式为SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O，
故答案为：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺，SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O．

点评：本题考查了氯气实验室制取、氯气性质的检验、实验设计、实验装置的理解评价、化学方程式、离子方程式的书写等，注意装置连接的操作和实验设计，掌握基础是关键，题目难度中等．