Question

氯氣是一種重要的化工原料，自來水的消毒、農(nóng)藥的生產(chǎn)、藥物的合成都需要用氯氣．
I．工業(yè)上通常采用電解法制氯氣：觀察圖1，回答：

（1）電解反應的化學方程式為

 

．
（2）若飽和食鹽水中通電后，b側產(chǎn)生的氣體檢驗方法是

 

．
Ⅱ．某學生設計如圖2所示的實驗裝置，利用氯氣與潮濕的消石灰反應制取少量漂白粉（這是一個放熱反應），回答下列問題：
（1）在A裝置中用固體二氧化錳與濃鹽酸，在加熱條件下制取氯氣，寫出反應的化學方程式并用雙線橋法表示出反應中電子轉移的方向和數(shù)目

 

；若在標準狀態(tài)下收集到22.4升的氯氣，則被氧化的HCl的物質的量是

 

．
（2）漂白粉將在U形管中產(chǎn)生，其化學方程式是

 

．
（3）C裝置的作用是

 

．
（4）此實驗所得漂白粉的有效成分偏低，該學生經(jīng)分析并查閱資料發(fā)現(xiàn)，主要原因是在U形管中還存在兩個副反應．①溫度較高時氯氣與消石灰反應生成Ca（ClO₃）₂，為避免此副反應的發(fā)生，可采取的措施是

 

．
②試判斷另一個副反應（用化學方程式表示）

 

．為避免此副反應的發(fā)生，可將裝置做何改進

 

．

Answer 1

考點：氯氣的實驗室制法,氯堿工業(yè)

專題：電化學專題,鹵族元素

分析：（1）電解飽和食鹽水可以得到氫氧化鈉、氯氣和氫氣；
（2）b側產(chǎn)生的氣體是氯氣，氯氣與碘化鉀反應生成單質碘，單質碘遇到淀粉變藍；
Ⅱ．（1）反應MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O中，Mn元素化合價由+4價降低到+2價，Cl元素化合價由-1價升高，根據(jù)化合價的變化可知電子的轉移方向和數(shù)目；生成1mol氯氣，消耗4mol氯化氫，2mol氯化氫顯酸性，2mol氯化氫顯還原性被氧化；
（2）氯氣與氫氧化鈣反應生成氯化鈣、次氯酸鈣和水；
（3）氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，需要進行尾氣吸收；
（4）①依據(jù)信息可知溫度較高時氯氣與消石灰反應生成Ca（ClO₃）₂，為為避免此副反應的發(fā)生應降低溫度；
②揮發(fā)出的氯化氫能夠與氫氧化鈣發(fā)生酸堿中和反應；要避免此反應的發(fā)生應該除去氯氣中的氯化氫．

解答： 解：Ⅰ．（1）電解飽和食鹽水的化學方程式是：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）b側產(chǎn)生的氣體是氯氣，能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣�鉀試紙變藍，
故答案為：移走燒杯，將濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在b導氣管口處，若試紙變藍，則說明產(chǎn)生的氣體為Cl₂；
Ⅱ（1）反應MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O中，Mn元素化合價由+4價降低到+2價，Cl元素化合價由-1價升高，該反應的電子轉移方向和數(shù)目可表示為；氯化氫在反應中既表現(xiàn)酸性又表現(xiàn)還原性，4mol氯化氫參加反應，表現(xiàn)為酸性的占

1

2

，若在標準狀態(tài)下收集到22.4升的氯氣，物質的量為：

22.4L

22.4L/mol

=1mol，依據(jù)方程式可知參加反應的鹽酸有4mol，被氧化的氯化氫為2mol，
故答案為：；2mol；
（2）氯氣和氫氧化鈣反應的化學方程式為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；
故答案為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；
（3）氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，
故答案為：吸收未反應完的氯氣，防止污染空氣；
（4）①依據(jù)信息可知溫度較高時氯氣與消石灰反應生成Ca（ClO₃）₂，為為避免此副反應的發(fā)生應該冷卻B裝置；
故答案為：冷卻B裝置；
②揮發(fā)出的氯化氫能夠與氫氧化鈣發(fā)生酸堿中和反應，方程式為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；要避免此反應的發(fā)生應該除去氯氣中的氯化氫，可以在A與B之間連接一個裝有飽和氯化鈉溶液的洗氣瓶，
故答案為：2HCl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O；在A與B之間連接一個裝有飽和氯化鈉溶液的洗氣瓶．

點評：本題考查了氯氣的實驗室制法和氯氣的性質，氧化還原反應的規(guī)律，題目難度中等，解題關鍵在于明確實驗室制備氯氣的原理和氯氣的性質．