Question

13．Ⅰ．氯氣是一種重要的化工原料，自來水消毒、農(nóng)藥的生產(chǎn)、藥物的合成等都需要用到氯氣．

工業(yè)上通常采用電解法制氯氣：觀察如圖1，回答：
（1）若飽和食鹽水中含有酚酞，通電后a（填a或b）側(cè)先變紅．
（2）檢驗(yàn)b極產(chǎn)物的方法是用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近管口，若變藍(lán)色，則證明產(chǎn)生了Cl₂．
（3）生產(chǎn)的氯氣常用于制備漂白粉，請(qǐng)寫出漂白粉長(zhǎng)期露置在空氣中失效，且屬于氧化還原反應(yīng)的一條化學(xué)方程式，并用雙線橋法分析：．
Ⅱ．在實(shí)驗(yàn)室里可用如圖2所示裝置來制取氯酸鈉、次氯酸鈉和探究氯水的性質(zhì)．圖中：
①為氯氣發(fā)生裝置；②的試管里盛有15mL 30% NaOH溶液來制取氯酸鈉，并置于熱水浴中；
③的試管里盛有15mL 8% NaOH溶液來制取次氯酸鈉，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(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />①②③④⑤
（1）制取氯氣時(shí)，在燒瓶里加入一定量的二氧化錳，通過分液漏斗（填寫儀器名稱）向燒瓶中加入適量的濃鹽酸．請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)室制Cl₂的化學(xué)方程式MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
實(shí)驗(yàn)時(shí)為了除去氯氣中的HCl氣體，可在①與②之間安裝盛有C（填寫字母）的凈化裝置．
A．堿石灰 B．氫氧化鈉溶液C．飽和食鹽水 D．濃硫酸
（2）如果將過量二氧化錳與20mL 12mol•L^-1的濃鹽酸混合加熱，充分反應(yīng)后生成的氯氣小于0.06mol．（填“大于”“小于”“等于”），若有17.4g的MnO₂被還原，則被氧化的HCl質(zhì)量為14.6g．
（3）比較制取氯酸鈉和次氯酸鈉的條件，二者的差異是①所用NaOH濃度不同；②反應(yīng)控制的溫度不同
（4）長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)后，實(shí)驗(yàn)中可觀察到④的試管里溶液的依次出現(xiàn)的現(xiàn)象是紫色變紅色，然后褪色，最后呈黃綠色．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）電解飽和食鹽水可以得到氫氧化鈉、氯氣和氫氣，在陽極產(chǎn)生氯氣，陰極產(chǎn)生氫氧化鈉、氯氣；
（2）b極為陽極，其產(chǎn)物為氯氣，可以用用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)；
（3）漂白粉長(zhǎng)期露置在空氣中失效，且屬于氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)為次氯酸的分解反應(yīng)生成氯化氫和氧氣；
Ⅱ．（1）實(shí)驗(yàn)室制備氯氣用濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件反應(yīng)，所用反應(yīng)儀器為分液漏斗和圓底燒瓶，可用飽和食鹽水除雜；
（2）氯化氫易揮發(fā)，二氧化錳只能與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)，與稀鹽酸不反應(yīng)；根據(jù)二氧化錳和作還原劑的HCl之間的關(guān)系式計(jì)算；
（3）在加熱條件下，氯氣與濃NaOH溶液反應(yīng)生成氯酸鈉，在常溫以下，氯氣與稀NaOH溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉；
（4）氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，反應(yīng)生成的H⁺使石蕊變成紅色，次氯酸具有強(qiáng)氧化性，將石蕊氧化為無色物質(zhì)，所以反應(yīng)現(xiàn)象為先變紅，后褪色，反應(yīng)后如繼續(xù)通入氯氣，氯氣微溶于水，則為氯氣的溶液，溶液呈黃綠色．

解答 解：Ⅰ．（1）電解飽和食鹽水可以得到氫氧化鈉、氯氣和氫氣，在陽極產(chǎn)生氯氣，陰極產(chǎn)生氫氧化鈉、氯氣，所以a側(cè)先變紅，
故答案為：a；
（2）b極為陽極，其產(chǎn)物為氯氣，檢驗(yàn)的方法是用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近管口，若變藍(lán)色，則證明產(chǎn)生了Cl₂，
故答案為：用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近管口，若變藍(lán)色，則證明產(chǎn)生了Cl₂；
（3）漂白粉長(zhǎng)期露置在空氣中失效，且屬于氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)為次氯酸的分解反應(yīng)生成氯化氫和氧氣為，
故答案為：；
Ⅱ．（1）實(shí)驗(yàn)室制備氯氣用濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件反應(yīng)，MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，所用反應(yīng)儀器為分液漏斗和圓底燒瓶，生成氯氣混有HCl氣體，根據(jù)氯氣難溶于飽和氯化鈉溶液，HCl易溶于水，可用飽和食鹽水除雜，
故答案為：分液漏斗；MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；C；
（2）鹽酸具有揮發(fā)性，加熱促進(jìn)氯化氫的揮發(fā)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸的濃度逐漸減小，二氧化錳只能與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)，與稀鹽酸不反應(yīng)，所以反應(yīng)生成氯氣的物質(zhì)的量小于0.06mol，17.4gMnO₂的物質(zhì)的量=$\frac{17.4g}{87g/mol}$=0.2mol，該反應(yīng)中二氧化錳和被氧化的HCl的物質(zhì)的量之比為1：2，有0.2mol二氧化錳參加反應(yīng)，則有0.4molHCl被氧化，m（HCl）=nM=0.4mol×36.5g/mol=14.6gg，
故答案為：小于；14.6g；
（3）根據(jù)題中信息可知，在加熱條件下，氯氣與濃NaOH溶液反應(yīng)生成氯酸鈉，在常溫以下，氯氣與稀NaOH溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉，二者反應(yīng)的濃度和溫度都不相同．
故答案為：所用NaOH濃度不同；反應(yīng)控制的溫度不同；
（4）氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，反應(yīng)生成的H⁺使石蕊變成紅色，次氯酸具有強(qiáng)氧化性，將石蕊氧化為無色物質(zhì)，所以反應(yīng)現(xiàn)象為先變紅，后褪色，反應(yīng)后如繼續(xù)通入氯氣，氯氣微溶于水，則為氯氣的溶液，溶液呈黃綠色，所以溶液的依次出現(xiàn)的現(xiàn)象是紫色變紅色，然后褪色，最后呈黃綠色，
故答案為：紫色變紅色，然后褪色，最后呈黃綠色．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法，題目難度中等，明確氯氣的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)原理是解本題關(guān)鍵，注意掌握氯氣的漂白原理，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>