Question

化學實驗有助于理解化學知識，形成化學觀念，提高探究與創(chuàng)新能力，提升科學素養(yǎng)。

（1）在實驗室中用濃鹽酸與MnO₂共熱制取Cl₂并進行相關(guān)實驗。

①    

下列收集Cl₂的正確裝置是          。

②將Cl₂通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是                   。ks5u

③設(shè)計實驗比較Cl₂和Br₂的氧化性，操作與現(xiàn)象是：取少量新制氯水和CCl₄于試管中，      

                                                                           

（2）能量之間可以相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽水制備Cl₂是將電能轉(zhuǎn)化為化學能，而原電池可將化學能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。

限選材料：ZnSO₄(aq)，F(xiàn)eSO₄₍aq)，CuSO₄₍aq)；銅片，鐵片，鋅片和導線。

①     完成原電池的甲裝置示意圖（見圖15），并作相應標注。

要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。

②     以銅片為電極之一，CuSO₄₍aq)為電解質(zhì)溶液，只在一個燒杯中組裝原電池乙，工作一段時間后，可觀察到負極         。

③     甲乙兩種原電池中可更有效地將化學能轉(zhuǎn)化為電能的是     ，其原因是         。

（3）根據(jù)犧牲陽極的陰極保護法原理，為減緩電解質(zhì)溶液中鐵片的腐蝕，在（2）的材料中應選     作陽極。

Answer 1

解析：（1）Cl₂是有刺激性氣味、密度比空氣大、有毒的黃綠色氣體，在制備和收集Cl₂時必須有尾氣吸收裝置。Ａ沒有排氣管不能用于收集氣體；Ｂ用于收集密度比空氣小的氣體；C用以收集密度比空氣大的氣體，且有尾氣吸收裝置；Ｄ吸收氯氣不能收集。氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸，次氯酸為弱酸部分電離，所以有氧化性的含氯粒子是Cl₂、HClO和ClO^—。比較Cl_２和Br_２的氧化性，可以利用置換反應。所以其具體操作是：取少量新制氯水和CCl_４于試管中，用膠頭滴管向試管中滴加NaBr溶液，振蕩靜置，溶液下層呈橙色。（2）由題給試劑，結(jié)合原電池的形成條件可知可以組合的原電池可以是：鋅銅、鋅鐵、鐵銅原電池。由圖示所給電子移動方向可知左邊為負極（活潑金屬）、右邊為正極（不活潑金屬），則組裝的原電池可以如下：

    

由所給的電極材料可知，當銅片做電極時，銅片一定是正極，則負極是活潑的金屬（失電子發(fā)生氧化反應），反應的現(xiàn)象是電極逐漸溶解。以Zn和Cu做電極為例，如果不用鹽橋則Zn與CuSO₄反應，置換出的Cu附著在Zn表面，阻礙了Zn與CuSO₄的接觸，不能提供穩(wěn)定電流。（3）根據(jù)犧牲陽極的陰極保護法，可知被保護的金屬作陰極，即Zn作為陽極。

答案：（1）C；HClO和ClO^—；取少量新制氯水和ＣＣｌ_４于試管中，用膠頭滴管向試管中滴加NaBr溶液，振蕩靜置，溶液下層呈橙色（2）(裝置圖如下)；電極逐漸溶解；甲；可以避免活潑金屬如Zn和CuSO₄的接觸，從而提供穩(wěn)定電流（3）Zn

命題意圖：化學實驗、元素化合物與化學反應原理