Question

如圖所示，是一個制取氯氣并以氯氣為原料進(jìn)行特定反應(yīng)的裝置，其中各試劑瓶裝的試劑為：B（氫硫酸）、C（溴化亞鐵溶液溶液）、D（碘化鉀淀粉溶液）、E（混有二氧化碳的氯化鋇溶液）、F（水）、H（紫色石蕊試液）．
（1）A是氯氣發(fā)生裝置，其化學(xué)反應(yīng)方程式可以是

 

；
（2）Ⅰ中b瓶內(nèi)宜加入的液體一般是

 

，關(guān)閉Ⅰ中的活塞，在選取試劑正確且適量的前提下，制取氯氣時c中的液面不明顯上升，估計可能的原因是

 

，檢查原因的簡單方法是

 

，怎樣檢驗這一部分裝置的氣密性

 

；
（3）用圖示的Ⅱ或Ⅲ代替Ⅰ是否可行？

 

；
（4）實驗開始時，先點(diǎn)燃A處酒精燈，打開分液漏斗旋塞和Ⅰ處活塞，讓氯氣充滿整個裝置，再點(diǎn)燃G處酒精燈，回答下列問題：
a、怎樣證明氯氣已充滿了整個裝置

 

；
b、下列裝置中的現(xiàn)象是B

 

、C

 

、D、

 

E、

 

、F

 

；
（5）G裝置的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有碳粉，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其產(chǎn)物為二氧化碳和氯化氫，寫出G中的反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

，裝置F的作用是

 

；
（6）在H處，紫色石蕊試液的顏色由紫色變?yōu)榧t色，再變?yōu)闊o色，其原因是

 

；
（7）若將H處的燒杯中的溶液改為澄清的石灰水，反應(yīng)過程中的現(xiàn)象為

 

（選填標(biāo)號）
A、有白色沉淀 B、無現(xiàn)象 C、先生成白色沉淀而后消失
（8）G處反應(yīng)完畢后關(guān)閉分液漏斗旋塞，移去酒精燈，但由于余熱的作用，A處仍有氧氣產(chǎn)生，此時應(yīng)該怎樣操作

 

，裝置Ⅰ中的現(xiàn)象是

 

，裝置Ⅰ的作用是

 

；
（9）實驗完畢后如將F中的溶液逐滴滴入含酚酞的氫氧化鈉溶液中，當(dāng)?shù)蔚阶詈笠坏螘r，紅色突然褪去，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能有兩個，請用簡要的文字說明：
①是由于

 

；
②是由于

 

．
簡述怎樣用實驗的方法證明紅色褪去原因①或是②

 

；
（10）若將F中的水換成氫氧化鈉溶液，溶液中不但有NaClO還有Na₂ClO₃，其物質(zhì)的量比為2：1，則氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量比為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗題

分析：（1）依據(jù)裝置分析可知實驗室制備氯氣利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成；
（2）利用飽和食鹽水吸收氯氣中的氯化氫；裝置氣密性的分析方法和氣密性檢查分析判斷；
（3）Ⅱ與Ⅰ原理相同，而Ⅲ中因c瓶口密封，不能氣體流通；
（4）a依據(jù)氯氣是黃綠色氣體判斷；
b氯氣通過B為硫化氫溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫單質(zhì)，C溴化亞鐵溶液氧化亞鐵離子和溴離子為鐵離子，溶液由淺綠色變?yōu)樯罴t棕色；通入D碘化鉀淀粉溶液生成碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)；通入E混有二氧化硫的氯化鋇溶液，氧化二氧化硫為硫酸，生成白色沉淀，F(xiàn)是提供水蒸氣，氯氣溶解于水中，溶液呈淡黃綠色；
（5）依據(jù)G裝置的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有碳粉，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其產(chǎn)物為二氧化碳和氯化氫，結(jié)合原子守恒寫出；F為G提供水蒸氣；
（6）H為紫色石蕊試液通入氯氣生成鹽酸和次氯酸使石蕊試液變紅，次氯酸具有漂白作用褪色；
（7）G中氣體成分為二氧化碳和氯化氫，氯化氫物質(zhì)的量多于二氧化碳，且先發(fā)生反應(yīng)；
（8）為了防止氯氣外溢，關(guān)閉Ⅰ處活塞，氣體壓強(qiáng)增大，b 瓶內(nèi)液面下降，c處液面上升，起到儲氣作用；
（9）氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，鹽酸和次氯酸具有酸性，能夠與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)，酚酞在堿性環(huán)境下才顯紅色；次氯酸具有漂白性，也可能使紅色的酚酞變紅色，在褪色的溶液中再滴加氫氧化鈉，使溶液呈堿性，若顏色變紅色，說明是堿性被中和導(dǎo)致褪色，反之，則是被漂白了，據(jù)此解答；
（10）C換成氫氧化鈉溶液，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉、氯酸鈉和水，依據(jù)氧化還原反應(yīng)判斷產(chǎn)物還有氯化鈉，結(jié)合電子守恒書寫配平化學(xué)方程式計算得到；

解答： 解：（1）分析可知實驗室制備氯氣利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）利用飽和食鹽水吸收氯氣中的氯化氫，Ⅰ中b瓶內(nèi)加入的液體最好是飽和食鹽水；關(guān)閉Ⅰ中的活塞，在選取試劑正確且適量的前提下，制取氯氣時c中的液面不明顯上升，估計可能的原因是A裝置漏氣，檢查原因的簡單方法是：分液漏斗中液體滴下時全部流下說明漏氣，檢驗這一部分裝置的氣密性方法為：關(guān)閉分液漏斗旋塞和Ⅰ處活塞，從C中向容器內(nèi)加水，當(dāng)C的下端浸入液面下且C中液面高于b瓶內(nèi)液面，靜置觀察，若液面不下降，說明氣密性良好；
故答案為：飽和食鹽水；A裝置漏氣，分液漏斗中液體滴下時全部流下說明漏氣，關(guān)閉分液漏斗旋塞和Ⅰ處活塞，從C中向容器內(nèi)加水，當(dāng)C的下端浸入液面下且C中液面高于b瓶內(nèi)液面，靜置觀察，若液面不下降，說明氣密性良好；
（3）Ⅱ與Ⅰ原理相同，而Ⅲ中因c瓶口密封，不能氣體流通；
故答案為：Ⅱ可行，Ⅲ不行．Ⅱ與Ⅰ原理相同，而Ⅲ中因c瓶口密封，體積不能改變，增大壓強(qiáng)會有危險；
（4）a氯氣是黃綠色氣體，觀察當(dāng)整個裝置內(nèi)充滿黃綠色氣體時，說明氯氣已充滿整個裝置；
故答案為：觀察當(dāng)整個裝置內(nèi)充滿黃綠色氣體時，說明氯氣已充滿整個裝置；
b氯氣通過B為硫化氫溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫單質(zhì)，C溴化亞鐵溶液氧化亞鐵離子和溴離子為鐵離子，溶液由淺綠色變?yōu)樯罴t棕色；通入D碘化鉀淀粉溶液生成碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)；通入E混有二氧化硫的氯化鋇溶液，氧化二氧化硫為硫酸，生成白色沉淀，F(xiàn)是提供水蒸氣，氯氣溶解于水中，溶液呈淡黃綠色；
故答案為：淡黃色沉淀，溶液由淺綠色變?yōu)樯罴t棕色；溶液變藍(lán)；生成白色沉淀，水溶液呈淡黃綠色；
（5）G裝置的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有碳粉，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其產(chǎn)物為二氧化碳和氯化氫，結(jié)合原子守恒寫出化學(xué)方程式為：C+2H₂O+2Cl₂═CO₂↑+4HCl↑；F為G提供水蒸氣的作用；
故答案為：C+2H₂O+2Cl₂═CO₂↑+4HCl↑；向G中提供反應(yīng)所需的水蒸氣；
（6）H為紫色石蕊試液通入氯氣生成鹽酸和次氯酸使石蕊試液變紅，次氯酸具有漂白作用褪色；
故答案為：生成的HCl使紫色石蕊試液變紅色，剩余的氯氣又與水作用生成次氯酸，又起漂白作用，使紅色褪去；
（7）G中氣體成分為二氧化碳和氯化氫，二者物質(zhì)的量為1：4，氯化氫先于二氧化碳反應(yīng)，所以不會產(chǎn)生沉；
故選B．
（8）為了防止氯氣外溢，關(guān)閉Ⅰ處活塞，氣體壓強(qiáng)增大，b 瓶內(nèi)液面下降，c處液面上升，起到儲氣作用；
故答案為：關(guān)閉Ⅰ處活塞，b 瓶內(nèi)液面下降，c處液面上升，起到儲氣作用；
（9）氯氣與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cl₂+H₂O=HCl+HClO
①鹽酸和次氯酸具有酸性，能夠與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)，酚酞在堿性環(huán)境下才顯紅色；次氯酸具有漂白性，也可能使紅色的酚酞變紅色，
②氯水中的次氯酸將變紅的酚酞漂白了；
要證明紅色褪去的原因是①或②可以通過以下實驗：在已經(jīng)褪色的溶液中繼續(xù)加入NaOH溶液，直至溶液呈堿性，若溶液恢復(fù)紅色，則說明是堿性被中和導(dǎo)致褪色①正確，反之，則是被漂白了②正確；
故答案為：氯水將NaOH溶液的堿性中和了；氯水中的次氯酸將變紅的酚酞漂白了；
在已經(jīng)褪色的溶液中繼續(xù)加入NaOH溶液，直至溶液呈堿性，若溶液恢復(fù)紅色，則說明是堿性被中和導(dǎo)致褪色①正確，反之，則是被漂白了②正確．
（10）C中的水換成氫氧化鈉溶液，溶液中不但有NaClO還有NaClO₃，其物質(zhì)的量比為2：1，依據(jù)氧化還原反應(yīng)中：氯元素化合價升高，Cl₂～2NaClO～2e^-；Cl₂～NaClO₃～5e^-，氯元素化合價降低，Cl₂～Cl^-～e^-，依據(jù)電子守恒得到，電子轉(zhuǎn)移7mol電子，所以做氧化劑的氯氣為7mol，還原劑為3mol，所以參加反應(yīng)的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量比為7：3，
故答案為：7：3．

點(diǎn)評：本題考查了實驗室制備氯氣的反應(yīng)原理和裝置選擇，選擇驗證和反應(yīng)現(xiàn)象判斷，物質(zhì)性質(zhì)和實驗基本操作是解題關(guān)鍵，題目難度較大．