Question

實驗室在沒有濃鹽酸的情況下，常用濃硫酸、食鹽和二氧化錳在加熱條件下制取氯氣，發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為2NaCl+3H₂SO₄（濃）+MnO2

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2NaHSO4+MnSO4+Cl2↑+2H2O．某研究性學習小組在查閱資料時還發(fā)現(xiàn)二氧化錳與濃硫酸在加熱條件下可產(chǎn)生氧氣．
（1）制氯氣時，先在燒瓶里加入一定量的二氧化錳和氯化鈉，通過分液漏斗向燒瓶中加入一定量的濃硫酸，燒瓶里產(chǎn)生氧氣的化學反應(yīng)方程式為

 

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（2）請從圖中選用所需的儀器（可重復使用）組成一套制取氯氣的裝置，既要完成“觀察氯氣使紫色石蕊試液變色實驗”、“做氯氣是否具有漂白性實驗”、“驗證氯氣的氧化性比碘單質(zhì)的氧化性強的實驗”，又要探究“有氧氣產(chǎn)生的實驗”．現(xiàn)提供二氧化錳、濃硫酸、食鹽粉末、紫色石蕊試液、堿石灰、淀粉-KI溶液，其他試劑自選．將所用的儀器按連接順序由上至下依次填入表中（其中C裝置只起收集氯氣的作用），并寫出對應(yīng)儀器中應(yīng)加試劑的名稱．

選用的儀器	加入試劑
A	食鹽粉末、二氧化錳、濃硫酸
B	紫色石蕊試液
	淀粉-KI溶液

證明有氯氣生成的操作是

 

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（3）實驗中觀察裝有紫色石蕊試液的洗氣瓶中的顏色變化是

 

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（4）實驗中觀察到裝有淀粉-KI溶液的洗氣瓶中的顏色由無色變藍色，最后褪色，經(jīng)測定碘被氧化成+5價，寫出有關(guān)離子方程式：

 

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Answer 1

分析：（1）信息給出濃硫酸能與二氧化錳反應(yīng)生成氧氣，反應(yīng)方程式可根據(jù)電子守恒、原子守恒寫出；
（2）實驗的組裝順序一般是：發(fā)生裝置、洗氣裝置、檢驗裝置、尾氣處理裝置等，所以該實驗的流程為：A裝置產(chǎn)生氯氣→飽和食鹽水除去混有的氯化氫（B裝置）→通入石蕊試液（B裝置）→通入淀粉碘化鉀溶液（B裝置）→通入濃硫酸溶液干燥氯氣（B裝置）→通入干燥的有色布條（D裝置）→通入氫氧化鈉溶液（B裝置）→收集氧氣（C裝置）；氯氣具有強氧化性，能將碘離子氧化生成碘單質(zhì)，氯氣能把碘單質(zhì)氧化生成碘酸．

解答：解：（1）根據(jù)題給信息知，在加熱條件下，濃硫酸和二氧化錳反應(yīng)生成硫酸錳、氧氣和水，反應(yīng)方程式為：2Mn0₂+2H₂SO₄（濃）

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2MnSO₄+O₂↑+2H₂0，
故答案為：2Mn0₂+2H₂SO₄（濃）

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2MnSO₄+O₂↑+2H₂0；
（2）從實驗目的結(jié)合所供試劑知，A裝置產(chǎn)生氯氣→飽和食鹽水除去混有的氯化氫（B裝置）→通入石蕊試液檢驗氯氣使紫色石蕊試液變色實驗（B裝置）→通入淀粉碘化鉀溶液驗證氯氣的氧化性比碘單質(zhì)的氧化性強的實驗（B裝置）→通入濃硫酸溶液干燥氯氣（B裝置）→通入干燥的有色布條做氯氣是否具有漂白性實驗（D裝置）→通入氫氧化鈉溶液做尾氣處理（B裝置）→用向上排空氣法收集氧氣（C裝置），
將C收集的氣體用帶火星的木條檢驗，如果帶火星的木條復燃，則證明是氧氣，
故答案為：

選用的儀器	加入試劑
A	食鹽粉末、二氧化錳、濃硫酸
B	飽和食鹽水
B	紫色石蕊試液
B	淀粉-KI溶液
B	濃硫酸
D	干燥的有色布條
B	氫氧化鈉溶液

C

無

將C收集的氣體用帶火星的木條檢驗，如果帶火星的木條復燃，則證明是氧氣；
（3）氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，所以其溶液呈酸性，紫色石蕊試液遇酸變紅色，次氯酸有漂白性，能使紅色褪去，氯氣的水溶液呈黃綠色，所以實驗中觀察裝有紫色石蕊試液的洗氣瓶中的顏色變化是紫色→紅色→無色→黃綠色，
故答案為：紫色→紅色→無色→黃綠色；
（4）從實驗現(xiàn)象知，氯氣向?qū)⒌怆x子氧化生成碘單質(zhì)，反應(yīng)方程式為：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，繼續(xù)通入氯氣，氯氣能夠?qū)⒌庋趸癁榈馑幔�反�?yīng)方程式為：5Cl₂+I₂+6H₂O=12H⁺+IO₃^-+10Cl^-，
故答案為：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，5Cl₂+I₂+6H₂O=12H⁺+IO₃^-+10Cl^-．

點評：本題考查了氯氣的實驗室制法及性質(zhì)實驗方案的設(shè)計，明確氯氣的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，難點是實驗方案的設(shè)計，根據(jù)“發(fā)生裝置、洗氣裝置、檢驗裝置、尾氣處理裝置等”來設(shè)計實驗即可，難度中等．