Question

如圖所示，是一個制取氯氣并以氯氣為原料進行特定反應的裝置，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，其化學反應方程式可以是

 

；
（2）Ⅰ中b瓶內宜加入的液體一般是

 

，關閉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裝置的硬質玻璃管內盛有碳粉，發(fā)生氧化還原反應，其產(chǎn)物為二氧化碳和氯化氫，寫出G中的反應的化學方程式

 

，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，反應過程中的現(xiàn)象為

 

（選填標號）
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處反應完畢后關閉分液漏斗旋塞，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?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，其物質的量比為2：1，則氧化劑和還原劑的物質的量比為

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

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)生氧化還原反應生成硫單質，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遇淀粉變藍；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裝置的硬質玻璃管內盛有碳粉，發(fā)生氧化還原反應，其產(chǎn)物為二氧化碳和氯化氫，結合原子守恒寫出；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，氯化氫物質的量多于二氧化碳，且先發(fā)生反應；
（8）為了防止氯氣外溢，關閉Ⅰ處活塞，氣體壓強增大，b 瓶內液面下降，c處液面上升，起到儲氣作用；
（9）氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸，鹽酸和次氯酸具有酸性，能夠與氫氧化鈉發(fā)生中和反應，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生成次氯酸鈉、氯酸鈉和水，依據(jù)氧化還原反應判斷產(chǎn)物還有氯化鈉，結合電子守恒書寫配平化學方程式計算得到；

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生成反應的化學方程式為：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瓶內加入的液體最好是飽和食鹽水；關閉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：關閉分液漏斗旋塞和Ⅰ處活塞，從C中向容器內加水，當C的下端浸入液面下且C中液面高于b瓶內液面，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，關閉分液漏斗旋塞和Ⅰ處活塞，從C中向容器內加水，當C的下端浸入液面下且C中液面高于b瓶內液面，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，增大壓強會有危險；
（4）a氯氣是黃綠色氣體，觀察當整個裝置內充滿黃綠色氣體時，說明氯氣已充滿整個裝置；
故答案為：觀察當整個裝置內充滿黃綠色氣體時，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)生氧化還原反應生成硫單質，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遇淀粉變藍；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；生成白色沉淀，水溶液呈淡黃綠色；
（5）G裝置的硬質玻璃管內盛有碳粉，發(fā)生氧化還原反應，其產(chǎn)物為二氧化碳和氯化氫，結合原子守恒寫出化學方程式為：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，二者物質的量為1：4，氯化氫先于二氧化碳反應，所以不會產(chǎn)生沉；
故選B．
（8）為了防止氯氣外溢，關閉Ⅰ處活塞，氣體壓強增大，b 瓶內液面下降，c處液面上升，起到儲氣作用；
故答案為：關閉Ⅰ處活塞，b 瓶內液面下降，c處液面上升，起到儲氣作用；
（9）氯氣與水反應的化學方程式：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，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，若溶液恢復紅色，則說明是堿性被中和導致褪色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，若溶液恢復紅色，則說明是堿性被中和導致褪色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，其物質的量比為2：1，依據(jù)氧化還原反應中：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，所以參加反應的氧化劑和還原劑的物質的量比為7：3，
故答案為：7：3．

點評：本題考查了實驗室制備氯氣的反應原理和裝置選擇，選擇驗證和反應現(xiàn)象判斷，物質性質和實驗基本操作是解題關鍵，題目難度較大．