Question

1．在实验室里可用右图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质．
图甲中：①为氯气发生装置；②的试管里盛有15mL 30% KOH溶液，并置于热水浴中；③的试管里盛有15mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；④的试管里加有紫色石蕊试液；⑤为尾气吸收装置．
请填写下列空白：
（1）制取氯气时，在烧瓶里加入一定量的二氧化锰，通过分液漏斗（填写仪器名称）向烧瓶中加入适量的浓盐酸．实验室制Cl₂的化学方程式MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；实验时为了除去氯气中的HCl气体，可在①与②之间安装盛有C（填写下列编号字母）的净化装置．
A．碱石灰   B．氢氧化钠溶液  C．饱和食盐水  D．浓硫酸
（2）如果将过量二氧化锰与20mL 12mol•L^-1的浓盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于0.06mol．其主要原因有：①浓盐酸挥发变稀，②反应一段时间后，浓盐酸消耗变稀，无法被二氧化锰氧化．
（3）比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件，二者的差异是
①制取温度不同，制取氯酸钾需要较高温度，制取次氯酸钠需要较低温度；
②制取时，碱的浓度也不同，制取氯酸钾需要浓度较大的碱，制取次氯酸钠需要浓度较小的碱．
反应完毕经冷却后，②的试管中有大量晶体析出．图乙中符合该晶体溶解度曲线的是M（填写编号字母）；
从②的试管中分离出该晶体的方法是过滤（填写实验操作名称）．
（4）实验中可观察到④的试管里溶液的颜色发生了如下变化，请填写下表中的空白．

实验现象	原因
溶液最初从紫色逐渐变为红色	氯气与水反应生成的H+使石蕊变色
随后溶液逐渐变为无色	氯气与水反应生成次氯酸具有漂白性
然后溶液从无色逐渐变为浅黄绿色	过量氯气溶解于水中

Answer 1

分析 （1）向烧瓶中加入浓盐酸应该使用分液漏斗；浓盐酸与二氧化锰在加热条件下发生反应生成氯气和氯化锰和水；浓盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，氯化氢易溶于水，而氯气在饱和食盐水中溶解度不大，据此选择合适的除杂试剂；
（2）只有浓盐酸才能被二氧化锰氧化，稀盐酸与浓盐酸不反应，浓盐酸易挥发，且反应不断消耗浓盐酸，使得盐酸的浓度降低；
（3）氯气与氢氧化钠或者氢氧化钾的反应中，温度与浓度对化学反应产物有很大影响；冷却后，②的试管中有大量晶体析出，则其溶解度受温度影响较大，且随温度升高而增大；固体与溶液的分离为过滤；
（4）根据氯气的性质和氯水的成分考虑．

解答 解：（1）向烧瓶中加入浓盐酸应该使用分液漏斗；浓盐酸与二氧化锰在加热条件下发生反应生成氯气和氯化锰和水，方程式：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；制取氯气时需要加热，浓盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，氯化氢易溶于水，而氯气在饱和食盐水中溶解度不大，可以使用饱和食盐水，既除去HCl又降低氯气在水中的溶解度，即选用C；
故答案为：分液漏斗；MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；C；
（2）只有浓盐酸才能被二氧化锰氧化，稀盐酸与浓盐酸不反应，20mL 12mol•L^-1的浓盐酸含氯化氢的物质的量为0.2L×12mol/L═2.4mol，根据化学方程式：MnO₂+4HCl=MnCl₂+Cl₂+2H₂O可知：在二氧化锰过量的条件下，如果HCl完全反应，会生成氯气0.6mol，但是因为盐酸易挥发，且反应不断消耗浓盐酸，使得盐酸的浓度降低，变为稀盐酸，不再与二氧化锰发生反应，所以实际生成氯气物质的量小于0.6mol；
故答案为：浓盐酸挥发变稀；反应一段时间后，浓盐酸消耗变稀，无法被二氧化锰氧化；
（3）制取氯酸钾和次氯酸钠的条件有两个不同点：①制取温度不同，制取制取氯酸钾需要较高温度，制取次氯酸钠需要较低温度；②制取时碱的浓度也不同，取氯酸钾需要浓度较大的碱，制取次氯酸钠需要浓度较小的碱；
冷却后，②的试管中有大量晶体析出，则其溶解度受温度影响较大，且随温度升高而增大，则曲线M符合，固体与溶液的分离为过滤；
故答案为：①制取温度不同，制取氯酸钾需要较高温度，制取次氯酸钠需要较低温度；
②制取时，碱的浓度也不同，制取氯酸钾需要浓度较大的碱，制取次氯酸钠需要浓度较小的碱；
M；过滤；
（4）氯气通入紫色石蕊试液，由于氯气与水反应，即Cl₂+H₂O=Cl^-+H⁺+HClO，由于反应生成盐酸，所以氯水显酸性，则氯水能使紫色石蕊试液变成红色，而后由于氯水中存在次氯酸，次氯酸具有漂白性，可以使红色石蕊试液退成无色，后来，由于氯气继续通入溶液，通入的氯气不再继续表现氧化性，而是要溶解在水中，最终形成氯水，其颜色呈现黄绿色或浅黄绿色；
故答案为：

实验现象	原因
红
	氯气与水反应生成HClO具有漂白性
浅黄绿	过量氯气溶解于水中

点评 本题为综合题，考查了氯气的实验室制法、氯气的性质、氯水的性质等，侧重考查学生结合已有知识与题给信息解题的能力，题目难度中等．