Question

17．氯氣是一種重要的化工原料．某化學學習小組在實驗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制取氯氣的發(fā)生裝置，除圓底燒瓶和導管外還用到的玻璃儀器有酒精燈、分液漏斗；
（2）裝置B中盛有的試劑是飽和食鹽水，作用是吸收氯氣中的氯化氫．
（3）若E中品紅溶液褪色，則C裝置中發(fā)生反應的離子方程式是2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂=2Fe³⁺+2Br₂+6Cl^-．為了證明確實發(fā)生了此反應，可在實驗后，取少量C中溶液，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)檠�紅色；另取少量C中溶液，加入CCl₄萃取，CCl₄層變?yōu)槌壬�（填實驗步驟和現(xiàn)象）．
（4）吸收尾氣一段時間后，F(xiàn)中溶液仍呈強堿性，且一定存在Cl^-、OH^-、CO₃^2-和SO₄^2-．對于可能存在的其他陰離子，該小組提出了3種假設．
假設1：只存在SO₃^2-；    假設2：只存在ClO-；
假設3：既不存在SO₃^2-，也不存在ClO^-；
①同時存在SO₃^2-和ClO^-是不可能的，理由是SO₃^2-與ClO^-能發(fā)生氧化還原反應，故不能共存．
②為判斷假設是否正確，該小組設計如下實驗方案，請完善實驗步驟并填寫預期現(xiàn)象．限選試劑如下所示：
a．3mol/L 硫酸      b．0.01mol/L KMnO₄溶液    c．1mol/L BaCl₂溶液
d．淀粉一KI溶液     e．酚酞試液
步驟一；取少量F中溶液，將其分別裝于A、B兩試管中．
步驟二：向A試管中滴加少量ab（填序號）．若溶液褪色（填現(xiàn)象），則假設1成立．
步驟三：向B試管中滴加少量ad（填序號）；若溶液變藍色（填現(xiàn)象），則假設2成立，請寫出反應的離子方程式：ClO^-+2I^-+2H⁺=I₂+Cl^-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯氣、氯化錳和水，反應物狀態(tài)為固體與液體，據(jù)此判斷需要儀器；
（2）濃鹽酸具有揮發(fā)性，加熱能夠促進濃鹽酸的揮發(fā)，所以制取的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，依據(jù)二者性質(zhì)選擇除雜試劑；
（3）氯氣具有很強的氧化性，能夠和具有較強還原性的Fe²⁺發(fā)生反應；FeBr₂與Cl₂發(fā)生氧化還原反應，溴化亞鐵中的二價鐵先被氧化；
（4）①次氯酸具有強的氧化性，亞硫酸根離子具有強的還原性，二者發(fā)生氧化還原反應；
②酸性環(huán)境下，高錳酸鉀具有強的氧化性，能夠氧化亞硫酸根離子；
③次氯酸根離子在酸性環(huán)境下具有強的氧化性，能夠氧化碘離子生成單質(zhì)碘，碘遇到淀粉變藍．

解答 解：（1）二氧化錳和濃鹽酸反應制取氯氣的方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，從方程式可知該反應需加熱，需酒精燈，反應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）濃鹽酸具有揮發(fā)性，加熱能夠促進濃鹽酸的揮發(fā)，要制取純凈干燥的氯氣應依次除去氯化氫和水蒸氣，氯化氫易溶于水，氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大，所以選擇飽和食鹽水除去氯氣；
故答案為：飽和食鹽水；吸收氯氣中的氯化氫；
（3）若E中品紅溶液褪色，說明經(jīng)過E中有氯氣，經(jīng)過E中有氯氣說明C裝置中，溴化亞鐵中的二價鐵和溴離子均被氧化；因FeBr₂與Cl₂發(fā)生氧化還原反應，溴化亞鐵中的二價鐵先被氧化，所以只須證明有三價鐵存在即可，KSCN溶液可與三價鐵形成血紅色的硫氰化鐵可證明有三價鐵存在，另取少量C中溶液，加入CCl₄萃取，CCl₄層變?yōu)槌壬�，證明有溴單質(zhì)生成；
故答案為：2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂═2Fe³⁺+6Cl^-+2Br₂；滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)檠�紅色；另取少量C中溶液，加入CCl₄萃取，CCl₄層變?yōu)槌壬��?br />（4）①次氯酸具有強的氧化性，亞硫酸根離子具有強的還原性，二者發(fā)生氧化還原反應，所以二者不能共存；
故答案為：SO₃^2-與ClO^-能發(fā)生氧化還原反應，故不能共存；
②酸性環(huán)境下，高錳酸鉀具有強的氧化性，能夠氧化亞硫酸根離子，若看到溶液褪色，即可證明亞硫酸酸根離子的存在；
故答案為：ab；褪色；
③次氯酸根離子在酸性環(huán)境下具有強的氧化性，能夠氧化碘離子生成單質(zhì)碘離子方程式：ClO^-+2I^-+2H⁺=I₂+Cl^-+H₂O，碘遇到淀粉變藍；
故答案為：ad；變藍色； ClO^-+2I^-+2H⁺=I₂+Cl^-+H₂O．

點評 本題為綜合題，設計氯氣的制備、性質(zhì)的檢驗，解題關鍵在于熟悉氯氣制備原理、氯氣性質(zhì)，題目難度中等，注意實驗設計的嚴密性．