Question

8．如图所示，是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置，其中各试剂瓶装的试剂为：B（碘化钾淀粉溶液），C（水），E（NaOH溶液）．
（1）A是氯气发生装置，蒸馏烧瓶中盛放MnO₂固体，其化学反应的化学方程式是：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）实验开始时，先点燃A处酒精灯，打开分液漏斗旋塞和Ⅰ处活塞，让氯气充满整个装置，再点燃D处酒精灯，请写出B中的现象溶液变蓝．
（3）在D装置的硬质玻璃管内盛有碳粉，发生氧化还原反应，一种产物能使E处紫色石蕊试液变红，另一产物能使澄清石灰水变浑浊，写出D中反应的化学方程式C+2H₂O+2Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4HCl↑．
（4）E装置的作用是吸收过量的氯气和生成的氯化氢，防止空气污染．
（5）如E装置中是滴有酚酞的NaOH溶液，结果红色会退去，可能的原因是可能是盐酸与氢氧化钠发生酸碱中和，也可能是氯气与水反应生成的次氯酸的漂白性造成
（6）D处反应完毕后关闭分液漏斗旋塞，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有氯气产生，此时Ⅰ处应该怎样操作关闭Ⅰ处活塞．
（7）若将C中的水换成氢氧化钠溶液，溶液中不但有NaClO还有NaClO₃，其物质的量比为2：1，则氧化剂和还原剂的物质的量比为：7：3．
（8）氯碱工业制备氯气的反应方程式：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑．

Answer 1

分析 （1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰和氯气、水；
（2）B中是碘化钾淀粉溶液，氯气会氧化碘离子为单质碘；
（3）依据通入的气体有氯气、玻璃管中是碳，利用C中提供的水蒸气反应生成氯化氢和二氧化碳；
（4）氯气有毒，容易造成空气污染；
（5）依据酚酞遇到碱变红色，次氯酸具有漂白性解答；
（6）反应完毕后关闭分液漏斗旋塞，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有氯气产生，可以利用Ⅰ装置进行储气，把装置Ⅰ中的活塞关闭；
（7）C换成氢氧化钠溶液，氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠、氯酸钠和水，依据氧化还原反应判断产物还有氯化钠，结合电子守恒书写配平化学方程式计算得到；
（8）工业制氯气可以用电解饱和食盐水的方法生成．

解答 解：（1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰和氯气、水，化学方程式：MnO₂+4HCl （浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：MnO₂+4HCl （浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）B中是碘化钾淀粉溶液，氯气会氧化碘离子为单质碘；单质碘遇淀粉变蓝；
故答案为：溶液变蓝；
（3）硬质玻璃管内盛有碳粉，发生氧化还原反应，一种产物能使E处紫色石蕊试液变红，另一产物能使澄清石灰水变浑浊，说明生成氯化氢和二氧化碳，证明C是提供水蒸气的主要，碳、氯气和水蒸气反应生成氯化氢和二氧化碳，反应的化学方程式为：C+2H₂O+2Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4HCl，
故答案为：C+2H₂O+2Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4HCl↑；
（4）氯气有毒，容易造成空气污染，可以用氢氧化钠溶液吸收过量的氯气和生成的氯化氢，防止空气污染；
故答案为：吸收过量的氯气和生成的氯化氢，防止空气污染；
（5）酚酞遇到碱变红色，次氯酸具有漂白性，进入E的气体中含有氯化氢和氯气，氯化氢能够与氢氧化钠反应，降低溶液碱性，氯气能够与水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以溶液褪色原因：可能是盐酸与氢氧化钠发生酸碱中和，也可能是氯气与水反应生成的次氯酸的漂白性造成；
故答案为：可能是盐酸与氢氧化钠发生酸碱中和，也可能是氯气与水反应生成的次氯酸的漂白性造成；
（6）反应完毕后关闭分液漏斗旋塞，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有氯气产生，可以利用Ⅰ装置进行储气，把装置Ⅰ中的活塞关闭；
故答案为：关闭Ⅰ处活塞；
（7）C中的水换成氢氧化钠溶液，溶液中不但有NaClO还有NaClO₃，其物质的量比为2：1，依据氧化还原反应中：氯元素化合价升高，Cl₂～2NaClO～2e^-；Cl₂～NaClO₃～5e^-，氯元素化合价降低，Cl₂～Cl^-～e^-，依据电子守恒得到，电子转移7mol电子，所以做氧化剂的氯气为7mol，还原剂为3mol，所以参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量比为7：3，
故答案为：7：3；
（8）工业制氯气可以用电解饱和食盐水的方法生成；依据电极氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气、氯气；依据原子守恒配平化学方程式：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
故答案为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑．

点评 本题考查了氯气实验室制备，氯气性质验证和除杂方法，反应产物判断，氧化还原反应电子守恒的计算应用和反应分析，题目难度较大，熟悉氯气制备原理及性质是解题关键．