Question

氯氣用途廣泛，某中學(xué)化學(xué)興趣小組設(shè)計了制備氯氣并進行一系列相關(guān)實驗的裝置（夾持設(shè)備已略）．

（1）制備氯氣選用藥品為：漂白粉固體和濃鹽酸，相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：

 

．
（2）仔細觀察裝置B，該裝置B的作用為

 

．
（3）裝置C的實驗?zāi)康氖球炞C氯氣是否具有漂白性，為此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入：

 

．（選填字母序號）

	a	b	c	d
Ⅰ	干燥的有色布條	干燥的有色布條	濕潤的有色布條	濕潤的有色布條
Ⅱ	堿石灰	硅膠	濃硫酸	無水氯化鈣
Ⅲ	濕潤的有色布條	濕潤的有色布條	干燥的有色布條	干燥的有色布條

（4）設(shè)計裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性．當向D中緩緩?fù)ㄈ胱懔柯葰鈺r，可以看到無色溶液逐漸變?yōu)榧t棕色，說明氯的非金屬性大于溴．打開活塞，將裝置D中少量溶液加入裝置E中，振蕩．觀察到的現(xiàn)象是

 

．但該現(xiàn)象不能說明溴的非金屬性強于碘，原因是

 

．
（5）氯氣可用于自來水消毒，現(xiàn)已逐步被二氧化氯替代．ClO₂不穩(wěn)定，可與NaOH溶液、H₂O₂反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定的亞氯酸鈉．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
用ClO₂處理的自來水中會殘留ClO₂，可用FeCl₂將其還原．現(xiàn)用V L（已換算為標準狀況）ClO₂處理一定量自來水，再加入a mol FeCl₂可將殘留的ClO₂恰好除去．則該自來水中殘留ClO₂的物質(zhì)的質(zhì)量為

 

g．
（6）某同學(xué)自己制備了漂白粉，他將制備產(chǎn)物溶于水，再加入酚酞后顯紅色，一會又變成無色，該同學(xué)據(jù)此判斷，自己制備的漂白粉成分為Ca（OH）₂、Ca（ClO）₂．興趣小組認為該同學(xué)的判斷不正確，原因是

 

．

Answer 1

考點：氯氣的實驗室制法

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）次氯酸鈣具有強的氧化性，能夠氧化鹽酸，依據(jù)化合價升級數(shù)目相同配平方程式；
（2）反應(yīng)生成物中含有雜質(zhì)氯化氫、水蒸氣；裝置B亦是安全瓶，監(jiān)測實驗進行時C中是否發(fā)生堵塞，發(fā)生堵塞時B中的，壓強增大，B中長頸漏斗中液面上升，形成水柱；
（3）為了驗證氯氣是否具有漂白性，要驗證干燥氯氣無漂白性，濕潤的有色布條中，氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸具有漂白性；
（4）氯氣氧化性強于溴，能夠置換溴，溴氧化性強于碘，能夠置換碘，氯氣的氧化性強于碘，能夠置換碘，結(jié)合碘在有機物中溶解性及顏色解答；
（5）ClO₂與NaOH溶液、H₂O₂反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定的亞鋁酸鈉（NaClO₂）過程中，Cl的化合價從+4價降為+3價，所以雙氧水是還原劑，產(chǎn)物中含有氧氣，氧元素的化合價從-1價降為-2價，依據(jù)得失電子守恒配平方程式；
根據(jù)元素化合價變化結(jié)合得失電子守恒來計算；
（6）考慮次氯酸鈣的水解反應(yīng)及水解產(chǎn)物的性質(zhì)；

解答： 解：（1）漂白粉固體和濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、氯氣和水，化學(xué)方程式為：Ca（ClO）₂+4HCl（濃）═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：Ca（ClO）₂+4HCl（濃）═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O；
（2）反應(yīng)過程中氯化氫和水蒸氣是氯氣中的雜質(zhì)，裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl₂中的HCl；裝置B亦是安全瓶，監(jiān)測實驗進行時C中是否發(fā)生堵塞，發(fā)生堵塞時B中的，壓強增大，B中長頸漏斗中液面上升，形成水柱；
故答案為：除去Cl₂中的HCl 和安全瓶；
（3）裝置C的實驗?zāi)康氖球炞C氯氣是否具有漂白性，驗證氯氣是否具有漂白性，要驗證干燥氯氣無漂白性，濕潤的有色布條中，氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸具有漂白性，選項中abc的Ⅱ中都是干燥劑，再通入濕潤的有色布條不能驗證氯氣的漂白性，所以C中I、II、III依次放入濕潤的有色布條、無水氯化鈣、干燥的有色布條，所以選d；
故答案為：d；
（4）依據(jù)氯氣和溴化鈉反應(yīng)生成溴單質(zhì)，液體溴單質(zhì)和碘化鉀溶液中的碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)易溶于苯，顯紫紅色，苯密度小于水，不溶于水，溶液分層；
過量的Cl₂也可將I^-氧化為I₂，所以通過E中溶液分為兩層，上層（苯層）為紫紅色，不能說明溴的氧化性強于碘；
故答案為：E中溶液分為兩層，上層（苯層）為紫紅色；過量的Cl₂也可將I^-氧化為I₂；
（5）ClO₂與NaOH溶液、H₂O₂反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定的亞鋁酸鈉（NaClO₂）過程中，Cl的化合價從+4價降為+3價，所以雙氧水是還原劑，產(chǎn)物中含有氧氣，氧元素的化合價從-1價降為-2價，依據(jù)得失電子守恒、原子個數(shù)守恒得方程式為：2ClO₂+2NaOH+H₂O₂=2NaClO₂+O₂↑+2H₂O；
根據(jù)ClO₂能被FeCl₂還原為Cl^-，Cl元素化合價降低了5價，F(xiàn)eCl₂被氧化為FeCl₃，F(xiàn)e元素化合價升高了1價，設(shè)：該自來水中殘留ClO₂的物質(zhì)的量為x，
根據(jù)電子守恒，則a（3-2）=5x，解得x=0.2amol，ClO₂的質(zhì)量m=nM=0.2amol×67.5g/mol=13.5ag；
故答案為：2ClO₂+2NaOH+H₂O₂=2NaClO₂+O₂↑+2H₂O；13.5a；
（6）考慮次氯酸鈣的水解反應(yīng)及水解產(chǎn)物的性質(zhì)，次氯酸鈣屬于強堿弱酸鹽，溶液因水解反應(yīng)呈堿性，加入酚酞后呈紅色，水解另一產(chǎn)物次氯酸具有漂白性，使溶液變成無色，漂白粉成分是Ca（OH）₂、Ca（ClO）₂．
故答案為：次氯酸鈣屬于強堿弱酸鹽，溶液因水解反應(yīng)呈堿性，加入酚酞后呈紅色，水解另一產(chǎn)物次氯酸具有漂白性，使溶液變成無色，故不能確定含有Ca（OH）₂．

點評：本題考查了氯氣的制備和性質(zhì)，明確制備的原理和氯氣的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，注意氧化還原方程式的書寫及相關(guān)計算，題目難度中等．