Question

氯氣是一種重要的化工原料．某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中利用如圖所示裝置制取氯氣并探究其性質(zhì)．

（1）若A是用二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣的發(fā)生裝置，除圓底燒瓶和導(dǎo)管外還用到的玻璃儀器有______；
（2）①裝置B中盛有的試劑是______，作用是______．
②若E中品紅溶液褪色，則C裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______．證明FeBr₂與Cl₂發(fā)生了氧化還原反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法是______（填操作方法）．
③已知碳酸的酸性強(qiáng)于次氯酸，則裝置D中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____．
（3）某研究性學(xué)習(xí)小組用剛吸收過(guò)少量SO₂的NaOH溶液吸收處理上述實(shí)驗(yàn)后的尾氣．吸收尾氣一段時(shí)間后，吸收液（呈強(qiáng)堿性）中肯定存在Cl^-、OH^-、CO₃^2-和SO₄^2-．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究該吸收液中可能存在的其他陰離子（不考慮鹽類的水解；在堿性條件下ClO^-也有強(qiáng)氧化性．）．
①提出合理假設(shè)：
假設(shè)1：只存在SO₃^2-；
假設(shè)2：只存在ClO^-；
假設(shè)3：既存在SO₃^2-，也存在ClO^-；
假設(shè)4：既不存在SO₃^2-，也不存在ClO^-．
指導(dǎo)老師經(jīng)分析認(rèn)為，其中一個(gè)假設(shè)并不合理，它是______；判斷的原因是______．
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．限選實(shí)驗(yàn)試劑．
a．3mol/L H₂SO₄　　 b．0.01mol/L KMnO₄ c．1mol/L BaCl₂溶液
d．淀粉一KI溶液　　e．酚酞試液　　　　　　 f．品紅溶液
步驟一；取少量吸收液于試管中，滴加3mol/L H₂SO₄至溶液呈酸性，然后將所得溶液分裝于A、B兩試管中．
步驟二：向A試管中滴加1～2滴______ （填序號(hào)）．若溶液______（填現(xiàn)象），則假設(shè)1成立．
步驟三：向B試管中滴加1～2滴______（填序號(hào)）；若溶液______（填現(xiàn)象），則假設(shè)2成立．
③若假設(shè)2成立；寫(xiě)出步驟三中的離子方程式：______．

Answer 1

解：（1）二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣的方程式為：MnO₂+4HCl（濃） MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，從方程式可知該反應(yīng)需加熱，需酒精燈，反應(yīng)物濃鹽酸的滴加以及防氯氣的逸出需分液漏斗．故答案為：分液漏斗、酒精燈；
（2）①當(dāng)含氯化氫的氯氣通過(guò)飽和食鹽水時(shí)，氯化氫溶解在其中，氯氣幾乎不溶，故答案為：飽和食鹽水；除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)；
②若E中品紅溶液褪色，說(shuō)明經(jīng)過(guò)E中有氯氣，經(jīng)過(guò)E中有氯氣說(shuō)明C裝置中，溴化亞鐵中的二價(jià)鐵和溴離子均被氧化；因FeBr₂與Cl₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)，溴化亞鐵中的二價(jià)鐵先被氧化，所以只須證明有三價(jià)鐵存在即可，KSCN溶液可與三價(jià)鐵形成血紅色的硫氰化鐵可證明有三價(jià)鐵存在，
故答案為：2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂═2Fe³⁺+6Cl^-+2Br₂；實(shí)驗(yàn)后取下裝置C的橡膠塞，取少量C中溶液于試管中，滴加KSCN溶液；
③經(jīng)過(guò)裝置D的氯氣先和水反應(yīng)，Cl₂+H₂O=HCl+HClO，產(chǎn)物與Na₂CO₃溶液反應(yīng)，2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O，總反應(yīng)為2Cl₂+Na₂CO₃ +H₂O=CO₂+2NaCl+2HClO，
故答案為：2Cl₂+Na₂CO₃ +H₂O=CO₂+2NaCl+2HClO；
（3）①ClO^-中+1價(jià)的氯具有強(qiáng)氧化性，SO₃^2-中+4價(jià)的硫具有還原性，ClO^-與SO₃^2-會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)． 故答案為：假設(shè)3；ClO^-與SO₃^2-因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存；
②步驟二：KMnO₄ 具有強(qiáng)氧化性與具有還原性的SO₃^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)KMnO₄褪色，故答案為：b；褪色；
步驟三：ClO^-中+1價(jià)的氯具有強(qiáng)氧化性，能將碘化鉀中-1價(jià)的碘氧化成碘單質(zhì)．淀粉遇到碘單質(zhì)顯藍(lán)色，故答案為：d；變藍(lán)色；
③若假設(shè)2成立；步驟三中ClO^-氧化碘化鉀成碘單質(zhì)，故答案為：2I^-+ClO^-+2H⁺═I₂+H₂O+Cl^-．
分析：（1）二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣需要加熱需酒精燈，加濃鹽酸時(shí)需要分液漏斗；
（2）①裝置B的作用是除去氯氣中的氯化氫；
②氯氣具有很強(qiáng)的氧化性，能夠和具有較強(qiáng)還原性的Fe²⁺發(fā)生反應(yīng)；FeBr₂與Cl₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)，溴化亞鐵中的二價(jià)鐵先被氧化；
③裝置D有氯氣經(jīng)過(guò)，氯氣先和水反應(yīng)后，產(chǎn)物與Na₂CO₃溶液反應(yīng)；
（3）①ClO^-中+1價(jià)的氯具有強(qiáng)氧化性，SO₃^2-中+4價(jià)的硫具有還原性；
②步驟二：KMnO₄ 具有強(qiáng)氧化性，SO₃^2-中+4價(jià)的硫具有還原性；
步驟三：淀粉遇到碘單質(zhì)顯藍(lán)色；
③若假設(shè)2成立；步驟三中ClO^-氧化碘化鉀成碘單質(zhì)．
點(diǎn)評(píng)：該題綜合性強(qiáng)，重點(diǎn)考查了氯氣的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)室制備，解題關(guān)鍵在于理解制取的原理以及靈活運(yùn)用氯氣的性質(zhì)等相關(guān)知識(shí)解答問(wèn)題．