Question

氯氣是一種重要的化工原料，自來水的消毒、農(nóng)藥的生產(chǎn)、藥物的合成等都需要用氯氣．
I．工業(yè)上通常采用電解法制氯氣：觀察圖1，回答：

（1）若飽和食鹽水中通電后b側(cè)產(chǎn)生的氣體通入NaOH溶液中所發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為

Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O

．
（2）電解反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

．
II．某學(xué)生設(shè)計如圖2所示的實驗裝置，利用氯氣與潮濕的消石灰反應(yīng)制取少量漂白粉（這是一個放熱反應(yīng)），回答下列問題：
（1）在A裝置中用固體二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下制取氯氣，反應(yīng)化學(xué)方程式為

MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

，若在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下收集到22.4升的氯氣，則被氧化的HCl的物質(zhì)的量是

2mol

．
（2）漂白粉將在U形管中產(chǎn)生，其化學(xué)方程式是

2Cl₂+2Ca（OH）₂=Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂O

．
（3）C裝置的作用是

吸收未反應(yīng)完的氯氣，防止污染空氣

．
（4）此實驗所得漂白粉的有效成分偏低，該學(xué)生經(jīng)分析并查閱資料發(fā)現(xiàn)，主要原因是在U形管中還存在兩個副反應(yīng)．
①溫度較高時氯氣與消石灰反應(yīng)生成Ca（ClO₃）₂，為避免此副反應(yīng)的發(fā)生，可采取的措施是

冷卻B裝置

．
②試判斷另一個副反應(yīng)（用化學(xué)方程式表示）

Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O

．為避免此副反應(yīng)的發(fā)生，可將裝置作何改進(jìn)

在B、C之間連接一個盛有飽和食鹽水的洗氣瓶

．
（5）家庭中使用漂白粉時，為了增強(qiáng)漂白能力，可加入少量的物質(zhì)是

B

．
A．食鹽      B．食醋       C．燒堿       D．純堿．

Answer 1

分析：Ⅰ．（1）b連接電源正極，為電解槽的陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，寫出氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式；
（2）電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
Ⅱ．（1）加熱條件下，二氧化錳和濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣；根據(jù)原子守恒判斷被氧化的氯化氫物質(zhì)的量；
（2）氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣；
（3）氯氣有毒，但能和強(qiáng)堿反應(yīng)；
（4）①根據(jù)溫度較高時氯氣與消石灰反應(yīng)生成Ca（ClO₃）₂進(jìn)行分析；
②氫氧化鈣能和氯化氫反應(yīng)生成氯化鈣；
（5）次氯酸的酸性比碳酸弱，在空氣中可生成具有漂白性的次氯酸，生成的次氯酸濃度越大，漂白效果更好．

解答：解：I．（1）b連接電源的正極，所以為電解槽的陽極，產(chǎn)生的氣體是氯氣，氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2OH^-=Cl ^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（2）電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
 II．（1）加熱條件下，二氧化錳和濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣，反應(yīng)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑；氯化氫被氧化成氯氣，根據(jù)原子守恒，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下收集到22.4升的氯氣的物質(zhì)的量是1mol，被氧化的氯化氫是2mol，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；2mol；
（2）氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，反應(yīng)方程式為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂O，
故答案為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂O；
（3）氯氣有毒不能直接排空，但氯氣能和氫氧化鈉反應(yīng)生成無毒物質(zhì)，所以D中試劑是氫氧化鈉溶液，
故答案為：吸收未反應(yīng)完的氯氣，防止污染空氣；
（4））①溫度較高時氯氣與消石灰反應(yīng)生成了Ca（ClO₃）₂，為避免副反應(yīng)發(fā)生，應(yīng)該降低溫度，所以可以采取將U型管置于冷水浴中的措施，
故答案為：冷卻B裝置；
②鹽酸易揮發(fā)，加熱過程中生成的氯氣中含有氯化氫，氯化氫能和堿反應(yīng)，所以反應(yīng)方程式為：Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O，為避免副反應(yīng)發(fā)生，可以在B、C之間連接一個盛有飽和食鹽水的洗氣瓶，
故答案為：Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O；在B、C之間連接一個盛有飽和食鹽水的洗氣瓶；
（5）次氯酸的酸性比碳酸弱，在空氣中可生成具有漂白性的次氯酸，反應(yīng)的方程式為Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O=2HClO+CaCO₃，為生成更多的HClO，可加入醋酸，
故選B．

點評：本題考查了氯氣的實驗室制法、尾氣的處理等知識點，考查較為綜合，設(shè)計元素化合物知識以及實驗設(shè)計等問題，題目難度中等，建議在學(xué)習(xí)中牢固把握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)．