Question

4．工業(yè)上將純凈干燥的氯氣通入到物質(zhì)的量濃度為0.375mol/L的NaOH溶液中得到漂水．某同學(xué)在實驗室利用下述實驗裝置探究Cl₂性質(zhì)并模擬制備漂水．

（1）配制470mL物質(zhì)的量濃度為0.375mol/L的NaOH溶液時，主要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、量筒和500mL容量瓶．
（2）濃硫酸的作用是干燥氯氣．
（3）裝置E中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（4）裝置B中飽和NaCl溶液可用于除去Cl₂中的HCl氣體，已知氯氣與水的反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，請簡述用飽和NaCl溶液除去Cl₂中HCl氣體的原理（用離子方程式表示，并配必要的文字說明）HCl溶于水電離出的H⁺和飽和NaCl溶液中的Cl^- 都會對反應(yīng)Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO 起到抑制作用
、．
（5）實驗時裝置D中濕潤的紅色紙條褪色，干燥部分沒有褪色，放置一段時間后，紙條全部褪色．該同學(xué)認(rèn)為Cl₂的密度比空氣大，可能是試管下部Cl₂的濃度大于試管上部Cl₂的濃度所導(dǎo)致的．請判斷該解釋是否合理，并分析產(chǎn)生上述實驗現(xiàn)象的原因不合理；實驗進(jìn)行中Cl₂與濕潤紅色紙條中的水反應(yīng)生成HClO使?jié)駶櫟募t色紙條褪色，干燥部分沒有HClO，所以紙條不褪色；放置一段時間，由于燒杯中的水蒸氣過來或紙條下端的水分子運動導(dǎo)致紙條上端濕潤而褪色．
（6）如果制得氯元素含量為10%的漂水溶液35.5g，那么其中含NaClO的物質(zhì)的量為0.05mol．

Answer 1

分析 探究Cl₂性質(zhì)并模擬制備漂水流程：A裝置：濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)生成氯氣2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，當(dāng)含氯化氫的氯氣通過飽和食鹽水時，氯化氫溶解在其中，氯氣幾乎不溶，B裝置：用飽和食鹽水，除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)；濃硫酸具有吸水性，且不與氯氣反應(yīng)，裝置C：濃硫酸的作用為干燥氯氣，裝置D：干燥氯氣不能使有色布條褪色，干燥的紅色布條看不到明顯現(xiàn)象，濕潤的紅色紙條褪色，是因為氯氣和水反應(yīng)生成具有漂白性的HClO，氯氣都有毒，會污染空氣，裝置E：吸收尾氣．
（1）根據(jù)溶液配制中用到的儀器來分析，配制470mL溶液，應(yīng)選擇500mL容量瓶；
（2）濃硫酸具有吸水性，可用來干燥氣體；
（3）氯氣有毒，不能排放在環(huán)境中，用NaOH溶液吸收；
（4）根據(jù)離子的濃度來分析平衡移動；
（5）根據(jù)氯氣不能使紅色物質(zhì)褪色，HClO使有色的物質(zhì)褪色及水分子的運動來分析；
（6）氯元素含量為10%的漂水溶液35.5g，則m（Cl）=3.55g，n（Cl）=0.1mol，再利用n（Cl）=n（NaCl）+n（NaClO）及Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O來分析．

解答 解：（1）配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、量筒和容量瓶，配制470mL溶液，應(yīng)選擇500mL容量瓶，
故答案為：500mL容量瓶；
（2）因濃硫酸具有吸水性，且不與氯氣反應(yīng)，則裝置C中濃硫酸的作用為干燥氯氣，
故答案為：干燥氯氣；
（3）未參加反應(yīng)的氯氣不能排放在環(huán)境中，則裝置E為吸收尾氣的裝置，其離子反應(yīng)為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）氯氣溶于水發(fā)生Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，而HCl溶于水電離出的H⁺和飽和NaCl溶液中的Cl^-都會對反應(yīng)Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO起到抑制作用，則可利用飽和NaCl溶液除去Cl₂中HCl氣體，
故答案為：HCl溶于水電離出的H⁺和飽和NaCl溶液中的Cl^-都會對反應(yīng)Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO起到抑制作用；
（5）因氯氣不能使紅色物質(zhì)褪色，HClO使有色的物質(zhì)褪色，且一段時間后水分子能運動到干燥的紅色紙條中，則實驗不合理，可設(shè)計實驗室將濕潤的紅色紙條與干燥的紙條分離，如設(shè)計為取一塑料板將干燥的紅色紙條和濕潤的紅色紙條分別貼在塑料板兩側(cè)，將該裝置放入裝置D中或?qū)⒙葰庀韧ㄈ胙b有干燥的紅色紙條的試管，再通入裝有濕潤的紅色紙條的試管中，
故答案為：不合理；實驗進(jìn)行中Cl₂與濕潤紅色紙條中的水反應(yīng)生成HClO使?jié)駶櫟募t色紙條褪色，干燥部分沒有HClO，所以紙條不褪色；放置一段時間，由于燒杯中的水蒸氣過來或紙條下端的水分子運動導(dǎo)致紙條上端濕潤而褪色；
（6）氯元素含量為10%的漂水溶液35.5g，則m（Cl）=×10%=3.55g，n（Cl）=$\frac{3.55g}{35.5g/mol}$=0.1mol，由Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O可知，n（Cl）=n（NaCl）+n（NaClO），則n（NaClO）=$\frac{0.1mol}{2}$=0.05mol，
故答案為：0.05．．

點評 本題考查氯氣的制取實驗裝置及氯氣的性質(zhì)，明確裝置的作用及裝置中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)即可解答，題目難度中等，利用反應(yīng)來分析問題是學(xué)生在解答中易忽視的地方，注意計算中量的關(guān)系為解答的易錯點．