Question

氯氣（Cl₂）是黃綠色有刺激性氣味的氣體，有毒．水溶液叫氯水．把品紅試紙（染有品紅的紙）伸入氯水中，品紅褪色．
【發(fā)現(xiàn)問題】氯水中的哪些成分能使品紅褪色呢？
【查閱資料】氯氣溶于水，部分與水反應(yīng)，方程式為Cl₂+H₂O=HCl+HClO．其中，HClO的名稱叫次氯酸，是一種弱酸，具有強(qiáng)氧化性．
【猜想】
猜想1：是氯水中的水使品紅褪色的；  猜想2：是氯水中的

 

 使品紅褪色的；
猜想3：是氯水中的鹽酸使品紅褪色的；猜想4：是氯水中的次氯酸使品紅褪色的．
【實驗探究】
Ⅰ．制取兩瓶干燥的氯氣．
實驗室制取氯氣的反應(yīng)原理為：MnO₂（固體）+4HCl（液體）

△   .

X+2H₂O+Cl₂↑，可用飽和NaCl溶液除去混在Cl₂中少量的HCl氣體．根據(jù)氯氣制備原理，現(xiàn)有下列儀器和藥品可使用（如圖1）：

（1）X的化學(xué)式為

 

，實驗室制取氯氣的發(fā)生裝置應(yīng)選用圖2中的

 

（填相應(yīng)字母），
圖中a、b儀器的名稱：a

 

，b

 

．
（2）連接儀器的正確順序是（填各接口處的字母）

 

．
（3）在裝置中濃硫酸的作用是

 

，該裝置有什么缺點

 

．
Ⅱ．

實驗操作	實驗現(xiàn)象	過程分析
①把品紅試紙伸入水中	沒有褪色	猜想1不成立
②把品紅試紙伸入干燥的氯氣中	沒有褪色	猜想2不成立
③	沒有褪色	猜想3不成立

【結(jié)論】
綜合分析：氯水中的

 

（填化學(xué)式）使品紅褪色，具有漂白作用（能使品紅等有色物質(zhì)褪色）．
【反思】
（1）HClO中氯元素的化合價為

 

價．
（2）氯水中加入AgNO₃溶液有白色沉淀生成，化學(xué)方程式為

 

．
（3）向氯水中滴加紫色石蕊試液，觀察到的現(xiàn)象是：先

 

后

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,常用氣體的發(fā)生裝置和收集裝置與選取方法,氣體的干燥（除水）,有關(guān)元素化合價的計算,質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：本題通過實驗探究分析了氯氣的性質(zhì)和變化規(guī)律，氯氣的性質(zhì)在初中教材中幾乎沒有介紹，只是提到了用氯氣給自來水殺菌消毒．
Ⅰ．
（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和實驗室制取氯氣的反應(yīng)原理，進(jìn)行推測化學(xué)式；根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇裝置；
（2）收集純凈、干燥的氯氣，先用飽和NaCl溶液除去混在Cl₂中少量的HCl氣體，再用濃硫酸干燥；
（3）考慮氯氣的毒性；
Ⅱ．
根據(jù)題目給出的信息和實驗現(xiàn)象判斷，能使品紅褪色，具有漂白作用的是次氯酸；還要記住在化合物中正負(fù)化合價的代數(shù)和為零的原則；以及鹽酸中氯離子的檢驗方法和與指示劑反應(yīng)的顏色變化．

解答：解：
【猜想】猜想2：氯水是指氯氣溶于水，既發(fā)生一個物理變化（氯氣和水），又發(fā)生一個化學(xué)變化（生產(chǎn)鹽酸和次氯酸），因此一共有四個猜想，比較其他三個猜想，得出答案．故答案為：Cl₂；
Ⅰ．制取兩瓶干燥的氯氣．
（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和實驗室制取氯氣的反應(yīng)原理為：MnO₂（固體）+4HCl（液體）

△   .

X+2H₂O+Cl₂↑，可知：反應(yīng)前Mn原子1個、O原子2個、H原子4個、Cl原子4個，而反應(yīng)后O原子2個、H原子4個、Cl原子2個，故X中Mn原子1個、Cl原子2個，故其化學(xué)式為MnCl₂；
根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)為：固體和液體，需要加熱，則選擇制取氯氣的發(fā)生裝置為C；圖中a、b儀器的名稱分別為酒精燈、長頸漏斗．
（2）收集純凈、干燥的氯氣，先用飽和NaCl溶液除去混在Cl₂中少量的HCl氣體；再用濃硫酸干燥，除去水分；而氯氣的密度大于空氣，則長管進(jìn)、短管出，故連接儀器的正確順序是AFGEDCB；
（3）在裝置中濃硫酸的作用是吸水干燥，因為氯氣有毒，故該裝置的缺點為從導(dǎo)管B處會有氯氣排到空氣中，污染空氣．
Ⅱ．
要證明猜想3不成立，只要把品紅試紙伸入到鹽酸中，現(xiàn)象是無變化就可以了，因此能使品紅變色的是次氯酸．故答案為：把品紅試紙伸入到鹽酸中；
【結(jié)論】因為猜想4成立，則氯水中的HClO使品紅褪色，具有漂白作用．
【反思】（1）HClO中氯元素的化合價可以根據(jù)：+1+X+（-2）=0，解得X=+1．故答案為：+1；
（2）AgNO₃溶液和鹽酸互相交換成分生成氯化銀白色沉淀和稀硝酸．故答案為：HCl+AgNO₃=AgCl↓+HNO₃
（3）因為氯水中有HCl和HClO，故向氯水中滴加紫色石蕊試液，觀察到的現(xiàn)象是：先變紅色后褪色．故答案為：先變紅色后褪色．
故答案為：
Cl₂；（1）MnCl₂；C； 酒精燈； 長頸漏斗；  （2）AFGEDCB； （3）吸水干燥；從導(dǎo)管B處會有氯氣排到空氣中，污染空氣．③把品紅試紙伸入鹽酸中；HClO；+1；AgNO₃+HCl=AgCl↓+AgNO₃；變紅，褪色

點評：本考點屬于實驗探究題，既有氣體的性質(zhì)又有氣體與水反應(yīng)后生成物的檢驗，還有化學(xué)方程式的書寫，綜合性比較強(qiáng)．本題根據(jù)題目提供的信息，結(jié)合實驗探究的一般步驟和酸的性質(zhì)等知識來解決，還要注意化學(xué)方程式的書寫和配平．本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．