题目内容

2.某学生应用如图所示的装置来研究物质的性质,其中气体X的主要成分是氯气,杂质是空气和水蒸气.回答下列问题:

(1)该项研究(实验)的主要目的是比较干燥C12与湿润C12谁有漂白性(或探究C12与水反应).
(2)浓H2SO4的作用是吸收气体X中的水(干燥氯气),与研究目的直接相关的实验现象是B中的布条不褪色,C中的布条褪色
(3)该实验装置设计上存在的缺陷为没有尾气处理装置,造成环境污染,在上图的D处画出能克服该缺陷的装置.写出该装置发生的反应方程式Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O.
(4)实验室保存饱和氯水的方法是在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存.
(5)将石蕊试液滴到新制氯水中的现象石蕊试液先变红后褪色,原因是氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸具有酸性可使石蕊变红,次氯酸具有漂白性,则可使变红后溶液褪色.
(6)漂白粉在空气中久置失效的原因(用化学方程式表示)Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO、2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl+O2↑.
(7)用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中,当滴到最后一滴是红色突然褪去,产生上述现象的原因可能有两种第一种是由于氯气与NaOH溶液反应生成两种盐,碱性减弱;第二种是由于过量氯气生成的HClO的漂白性将溶液变成无色.简述怎样用实验证明红色褪去的原因是第一种还是第二种:向无色溶液中再滴加NaOH溶液,若不再出现红色,应为原因②,若再出现红色,则为原因①.

分析 本实验的目的是探究氯气具有漂白性的条件下,干燥氯气不具有漂白性,氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,氯气有毒,应进行尾气处理,不能随意排放到空气中,一般用NaOH溶液吸收氯气.
(1)该实验通过观察干燥氯气与湿氯气分别对有色布条的漂白作用,来研究干燥的氯气有没有漂白性;
(2)浓硫酸具有吸水性,吸收气体X中的水(干燥氯气);干燥氯气不具有漂白性,B中的布条不褪色,氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸,次氯酸具有漂白性,C中的布条褪色;
(3)氯气有毒,应进行尾气处理,不能随意排放到空气中,一般用NaOH溶液吸收多余的氯气;D处为尾气处理装置;
(4)氯水中含有HClO,见光易分解,应避光保存;
(5)氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸,氯化氢电离生成氢离子,次氯酸具有漂白性;
(6)漂白粉在空气中久置失效,先发生与二氧化碳、水的反应生成碳酸钙和HClO,然后HClO分解;
(7)酚酞遇碱变红,利用NaOH与酸的反应及次氯酸的性质来分析;利用继续滴加碱的方法来设计实验,若红色恢复说明酸碱中和使碱减少,若红色不恢复,则说明是次氯酸的作用.

解答 解:(1)本实验为对比实验,将氯气分别于干燥布条和湿润布条进行比较,不难看出实验目的是探究氯气具有漂白性的条件,
故答案为:比较干燥C12与湿润C12谁有漂白性(或探究C12与水反应);
(2)浓硫酸具有吸水性,常用作干燥剂,本试验中浓硫酸起到吸收气体X中的水的作用,干燥氯气不具有漂白性,氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,B中的布条不褪色,C中的布条褪色,
故答案为:吸收气体X中的水(干燥氯气); B中的布条不褪色,C中的布条褪色;
(3)氯气有毒,应进行尾气处理,不能随意排放到空气中,可用碱溶液来吸收,方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,装置图为:,
故答案为:没有尾气处理装置,造成环境污染;;Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O.
(4)氯水是液体,应用细口瓶盛装;氯水中HClO光照易分解,所以应用棕色瓶盛放可装在棕色瓶中保存在阴凉、黑暗处,
故答案为:在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存;
(5)氯气与水反应,发生Cl2+H2O=HCl+HClO,新制饱和氯水中含有氯元素的物质为HCl、HClO、Cl2,氯化氢电离生成氢离子使溶液显酸性,次氯酸具有漂白性,所以溶液先变红色,后褪色,
故答案为:石蕊试液先变红后褪色;氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸具有酸性可使石蕊变红,次氯酸具有漂白性,则可使变红后溶液褪色;
(6)漂白粉在空气中久置失效,先发生与二氧化碳、水的反应生成碳酸钙和HClO,然后HClO分解,发生的反应为Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO、2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl+O2↑,故答案为:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO、2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl+O2↑;
(7)氢氧化钠酚酞溶液呈红色,向其中加入新制氯水,红色褪去,原因可能为:①NaOH被氯水中的酸性物质中和,氯气与NaOH溶液反应生成两种盐,碱性减弱,红色褪去,②酚酞被强氧化剂HClO氧化而破坏;证明褪色的原因向所得溶液中再滴入几滴NaOH溶液,若不再出现红色,应为原因②,若再出现红色,则为原因①,
故答案为:①氯气与NaOH溶液反应生成两种盐,碱性减弱;②过量氯气生成的HClO的漂白性将溶液变成无色,向无色溶液中再滴加NaOH溶液,若不再出现红色,应为原因②,若再出现红色,则为原因.

点评 本题考查氯气的漂白性的探究实验,注意氯气没有漂白性,氯水的漂白性是溶液中次氯酸的表现的性质,(7)明确碱遇酚酞变红及氯水的成分、各成分的性质是解答本题的关键,题目难度中等.

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