Question

某同學(xué)利用如圖裝置，研究氯氣的性質(zhì)．請據(jù)圖回答：

（1）該同學(xué)制取氯氣的反應(yīng)原理是：

 

（寫離子方程式）．
（2）實驗過程中①處觀察到的現(xiàn)象是

 

；②處現(xiàn)象說明氯氣具有的性質(zhì)是

 

．
（3）該實驗操作的不足之處是

 

．
（4）在某溫度下，將Cl₂通入NaOH溶液中，反應(yīng)得到含有NaClO與NaClO₃物質(zhì)的量之比為1：1的混合液，此反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．氣體CO₂也能與NaOH反應(yīng)，將一定量的CO₂通入到200mL 1mol/L NaOH溶液中，充分反應(yīng)后低溫蒸干，得到的固體為9.3g，求得到固體的成分和質(zhì)量分別為

 

，

 

．

Answer 1

考點：氯氣的實驗室制法,氯、溴、碘的性質(zhì)實驗

專題：實驗題

分析：（1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水；
（2）氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，鹽酸具有酸性，次氯酸具有漂白性；
氯氣具有強的氧化性，能夠氧化碘離子生成單質(zhì)碘；
（3）氯氣有毒，直接排放易造成污染；
（4）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子個數(shù)守恒，結(jié)合反應(yīng)物、生成物書寫方程式；
根據(jù)鈉元素守恒的思想設(shè)氫氧化鈉中的鈉元素全部轉(zhuǎn)化為碳酸鈉，確定碳酸鈉應(yīng)有的質(zhì)量，依據(jù)固體質(zhì)量為9.3g判斷，是否含有氫氧化鈉；依據(jù)鈉原子守恒計算各種物質(zhì)的質(zhì)量．

解答： 解：（1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)的離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）氯氣和水反應(yīng)生成HCl和HClO，酸使紫色石蕊試液變紅色，但HClO具有漂白性，能使紅色褪色，所以看到的現(xiàn)象是棉花先變紅后褪色；氯氣具有氧化性，能將碘離子氧化物碘，碘遇淀粉試液變藍色；
故答案為：棉花先變紅，后褪色；氧化性；
（3）氯氣有毒不能直接排空，所以要有尾氣處理裝置，該裝置中沒有尾氣處理裝置；
故答案為：未進行尾氣處理；
（4）Cl₂通入NaOH溶液中，反應(yīng)得到含有ClO^-與ClO₃^-物質(zhì)的量之比為1：1的溶液，氯元素的化合價升高為+1價和+5價，依據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，所以產(chǎn)物肯定含有氯化鈉，此時氯元素的化合價降低，依據(jù)ClO^-與ClO₃^-物質(zhì)的量之比為1：1，設(shè)NaClO₃和NaClO的系數(shù)都是1，則發(fā)生的反應(yīng)為：4Cl₂+8NaOH=6NaCl+NaClO₃+NaClO+4H₂O；
200mL 1mol/L NaOH溶液中，含有氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：0.2L×1mol/L=0.2mol，依據(jù)鈉原子守恒，若全部轉(zhuǎn)化為碳酸鈉，則其物質(zhì)的量為0.1mol，質(zhì)量為：0.1mol×106g/mol=10.6g，大于9.3g，所以最終固體除了碳酸鈉外，還有氫氧化鈉固體；
設(shè)碳酸鈉的物質(zhì)的量是x，氫氧化鈉的物質(zhì)的量是y，根據(jù)鈉元素守恒，則：①、2x+y=0.2mol；根據(jù)質(zhì)量關(guān)系則②、40y+106x=9.3g，聯(lián)立方程①②，解得x=0.05mol，y=0.1mol，所以其中Na₂CO₃ 的質(zhì)量為0.05mol×106g/mol=5.3g，NaOH的質(zhì)量為0.1mol×40g/mol=4.0g；
故答案為：4Cl₂+8NaOH=6NaCl+NaClO₃+NaClO+4H₂O；Na₂CO₃、NaOH；Na₂CO₃為5.3g、NaOH4.0g．

點評：本題考查了氯氣的制備和性質(zhì)檢驗依據(jù)有關(guān)方程式的計算，明確氯氣制備原理和性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．