Question

【題目】在實驗室里可用下圖所示裝置制取氯酸鉀、次氯酸鈉和探究氯水的性質。

圖中：①為氯氣發(fā)生裝置；②的試管里盛有15 mL 30% KOH溶液，并置于熱水浴中；③的試管里盛有15 mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；④的試管里加有紫色石蕊試液；⑤為尾氣吸收裝置。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/span>

（1）制取氯氣時，在燒瓶中先加入一定量的二氧化錳固體，再通過__________（填寫儀器名稱）向燒瓶中加入適量的____________（填寫試劑名稱）。寫出該反應的化學方程式并用雙線橋法標出電子轉移的方向和數目_________________________。

（2）為除去氯氣中混有的雜質氣體，可在①和②之間安裝盛有__________（選填字母編號）的凈化裝置。

a. 堿石灰 b. 飽和食鹽水 c. 濃硫酸 d. 飽和碳酸氫鈉溶液

（3）③中發(fā)生反應的化學方程式______________________________________。比較制取氯酸鉀和次氯酸鈉的條件，可以初步得到的結論是：_____________________。

（4）反應完畢經冷卻后，②的試管中有大量晶體析出，圖中符合該晶體溶解度隨溫度變化規(guī)律的曲線是___________（選填字母）；從②的試管中分離該晶體的操作是___________ （填寫實驗操作名稱）。

（5）實驗中可觀察到④的試管中溶液顏色會發(fā)生變化：最初溶液由紫色變?yōu)?_______，隨后溶液逐漸變?yōu)闊o色，是因為發(fā)生了反應______________（寫化學方程式）。

（6）一定量的氫氣在過量氯氣中燃燒，所得的混合物用100mL 3.00mol/L的NaOH溶液恰好完全吸收，測得溶液中含有NaClO的物質的量為0.0500mol。所得溶液中Cl-的物質的量為______mol。

Answer 1

【答案】分液漏斗 濃鹽酸 b Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 反應物的溫度和濃度有可能會影響產物的類型 M 過濾 紅色 Cl2+H2OHCl+HClO 0.25

【解析】

該實驗的目的是制取氯酸鉀、次氯酸鈉和探究氯水的性質，①是制取氯氣的裝置；②是制取氯酸鉀裝置；③是制取次氯酸鈉裝置；④是驗證氯水的漂白性；⑤是氯氣的尾氣處理裝置。

（1）實驗室中制取氯氣用的二氧化錳固體和濃鹽酸，其中濃鹽酸裝在分液漏斗中進行滴加便于控制濃鹽酸的加入量以此控制反應地進行，濃鹽酸與二氧化錳在加熱條件下發(fā)生反應生成氯氣和氯化錳和水，反應的化學方程式為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O，反應中轉移的電子數目為2NA，故答案為：分液漏斗；濃鹽酸；

；

（2）制取氯氣時需要加熱，濃鹽酸易揮發(fā)，制取的氯氣中含有氯化氫，氯化氫易溶于水，而氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大，可以使用飽和食鹽水，既除去HCl又降低氯氣在水中的溶解度，即選用b，故答案為：b；

（3）③是制取次氯酸鈉裝置，反應原理為15 mL8%NaOH溶液在冰水浴中與氯氣反應生成次氯酸鈉和水，反應的化學方程式為：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；制取氯酸鉀和次氯酸鈉的條件有兩個不同點：制取溫度不同，制取制取氯酸鉀需要較高溫度，制取次氯酸鈉需要較低溫度，制取時堿的濃度也不同，取氯酸鉀需要濃度較大的堿，制取次氯酸鈉需要濃度較小的堿，故答案為：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；反應物的溫度和濃度有可能會影響產物的類型；（4）因反應完畢后將試管②冷卻會析出大量晶體，這說明析出的氯酸鉀晶體的溶解度隨溫度的降低而降低，因此溶解度曲線M符合，從溶液中分離出固體的方法是過濾，故答案為：M；過濾；

（5）試管④中盛的是紫色石蕊試液，因將氯氣通入后會發(fā)生如下反應Cl2＋H2OHCl＋HClO，而生成的HCl和HClO均為一元酸使溶液顯酸性，所以溶液由紫色變?yōu)榧t色，同時由于生成的HClO具有強氧化性，能將有機色質氧化為無色物質，因此變紅的溶液由逐漸退為無色；當溶液中的有機色質――石蕊消耗沒時，在繼續(xù)通入氯氣，將會使溶液達到飽和而成為飽和氯水，此時溶液的顏色為淺黃綠色，故答案為：紅色；Cl2＋H2OHCl＋HClO；

（6）所得溶液中為NaCl和NaClO的混合物，根據電荷守恒可知n（Na+）=n（Cl-）+n（ClO-），
則n（Cl-）=n（Na+）-n（ClO-）=0.3mol-0.05mol=0.25mol，故答案為：0.25。