Question

4．氯气是一种重要的化工原料．某学习小组在实验室中利用如图所示装置制取氯气并探究其性质．

（1）实验室用二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气，发生装置中除圆底烧瓶和导管外还需用到的玻璃仪器有分液漏斗、酒精灯．
（2）装置A中盛有的试剂是：饱和食盐水，作用是：除去氯气中的氯化氢．
（3）若D中品红溶液褪色，则B装置发生反应的离子方程式是：2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂=2Fe³⁺+6Cl^-+2Br₂．
（4）证明FeBr₂与Cl₂发生了（3）中氧化还原反应的实验方法是：实验后，取少量B中溶液，滴加KSCN溶液，溶液变血红色；另取少量B中溶液，加入CCl₄溶液，振荡，静置，下层液体呈橙色 （填操作方法）．
某研究性学习小组用刚吸收过少量SO₂的NaOH溶液吸收处理上述实验后的尾气．经分析吸收尾气一段时间后，吸收液（呈强碱性）中肯定存在Cl^-、OH^-、CO₃^2-和SO₄^2-，对于可能存在的其他阴离子，研究小组提出以下3种假设：
假设1：只存在SO₃^2-； 假设2：只存在ClO^-； 假设3：既不存在SO₃^2-，也不存在ClO^-．
（5）学习小组判断同时存在SO₃^2-和ClO^-是不可能的，理由是：SO₃^2-和ClO^-发生氧化还原反应．
（6）现限选以下试剂，设计实验方案，进行实验，请写出实验步骤以及预期现象和结论．
a．3mol•L^-1 H₂SO₄  b．0.01mol•L^-1 KMnO₄ c．1mol•L^-1 BaCl₂溶液 d．淀粉碘化钾溶液 e．酚酞试液
步骤一：取少量吸收液于试管中，滴加3mol•L^-1 H₂SO₄至溶液呈中性，然后将所得溶液分装于A、B两试管中．
步骤二：向A试管中滴加少量b （填序号），若溶液褪色（填现象），则假设1成立．
步骤三：向B试管中滴加少量d （填序号），若溶液变蓝色（填现象），则假设2成立．

Answer 1

分析 （1）二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气加热需酒精灯，需要用分液漏斗加浓盐酸；
（2）浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有氯化氢，依据氯化氢和氯气的溶解性选择合适的除杂剂；
（3）氯气具有强氧化性，能够溴化亚铁中的溴离子和二价铁离子，生成单质溴和三价铁离子；
（4）三价铁离子和硫氰酸钾溶液反应生成血红色溶液；生成的溴单质可以利用四氯化碳萃取的现象来分析发生了反应；
（5）亚硫酸根具有强的还原性，次氯酸根具有强的氧化性，二者混合会发生氧化还原反应；
（6）KMnO₄ 具有强氧化性，SO₃^2-中+4价的硫具有还原性，二者能够发生氧化还原反应使高锰酸钾褪色；
ClO-具有强的氧化性，能够氧化碘离子生成单质碘，碘遇到淀粉变蓝．

解答 解：（1）二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气加热需酒精灯，需要用分液漏斗加浓盐酸；
故答案为：分液漏斗；酒精灯；
（2）浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有氯化氢，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，氯化氢易溶于水，所以用盛放饱和食盐水的A洗气瓶除去氯气中的氯化氢；
故答案为：饱和食盐水；除去氯气中的氯化氢；
（3）D中品红溶液褪色，B中通入足量的氯气，氯气具有强氧化性，足量的氯气与溴化亚铁反应生成氯化铁和溴，离子方程式为：2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂═2Fe³⁺+6Cl^-+2Br₂，
故答案为：2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂═2Fe³⁺+6Cl^-+2Br₂；
（4）要证明FeBr₂与Cl₂发生了氧化还原反应，只需分别证明三价铁离子和溴单质的存在，而三价铁离子和硫氰酸钾溶液反应生成血红色溶液，溴的四氯化碳显棕红色，所以操作方法为：实验后，取少量B中溶液，滴加KSCN溶液，溶液变血红色；另取少量B中溶液，加入CCl₄溶液，振荡，静置，下层液体呈橙色；
故答案为：实验后，取少量B中溶液，滴加KSCN溶液，溶液变血红色；另取少量B中溶液，加入CCl₄溶液，振荡，静置，下层液体呈橙色；
（5）亚硫酸根具有强的还原性，次氯酸根具有强的氧化性，二者混合会发生氧化还原反应；
故答案为：SO₃^2-和ClO^-因发生氧化还原反应；
（6）步骤二：酸性KMnO₄溶液具有强的氧化性，能够氧化具有还原性的亚硫酸根离子，本身被还原，溶液褪色；
步骤三：ClO^-具有强的氧化性，能够氧化碘离子生成单质碘，碘遇到淀粉变蓝；
故答案为：b；褪色；d；变蓝色．

点评 本题考查了氯气的性质和实验室制备，明确制取的原理以及氯气的性质等是解题关键，题目综合性强，难度较大．