Question

14．某小組同學用如圖所示裝置進行Cl₂的制備及相關性質實驗（加熱及夾持裝置已省略）．

（1）A中固體為MnO₂，滴入濃鹽酸，加熱試管A，發(fā)生反應的離子方程式是MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（2）取少量B中溶液滴在藍色石蕊試紙上，試紙上出的現(xiàn)象為③（填編號）
①變紅    ②褪色    ③先變紅后褪色
說明氯水具有的性質是③．（填編號） ①酸性  ②漂白性 ③酸性和漂白性
（3）Cl₂有毒，可用裝置C吸收多余的Cl₂，C中反應的離子方程式是Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O．
（4）用氯氣對飲用水消毒已有百年歷史．這種消毒方法會使飲用水中的有機物發(fā)生氯代反應，生成
有機含氯化合物，對人體有害，且氯氣本身也是一種有毒氣體．世界環(huán)保聯(lián)盟即將全面禁止用氯氣對飲用水消毒，建議推廣高效消毒殺菌劑二氧化氯（ClO₂）．
①消毒水時，ClO₂還可將水中的Fe²⁺、Mn²⁺等轉化成Fe（OH）₃和MnO₂等難溶物除去，此過程說明
ClO₂具有氧化（填“氧化”或“還原”）性．
②在一定條件下，將Cl₂通人填充有固體NaClO₂的反應柱內二者反應可制得ClO₂．該反應方程式為：Cl₂+2NaClO₂═2ClO₂+2NaCl，當消耗標準狀況下11.2L Cl₂時，制得ClO₂的質量為67.5g．等質量的Cl₂和ClO₂，ClO₂的消毒效率（單位質量得到的電子數(shù)）更高．

Answer 1

分析 （1）此反應裝置為濃鹽酸和二氧化錳共熱制備氯氣，以此寫出離子方程式；
（2）氯氣和水反應生成HCl和HClO，兩種酸電離出氫離子而導致氯水呈酸性，濕潤的藍色石蕊試紙遇酸變紅色；HClO具有漂白性；
（3）氯氣有毒，直接排放能污染空氣，氯氣能夠與氫氧化鈉反應，被氫氧化鈉吸收；
（4）①結合氧化還原反應中化合價升降相等，判斷ClO₂中Cl元素化合價變化，元素化合價升高表現(xiàn)還原性，元素化合價降低表現(xiàn)氧化性；
②將Cl₂通入填充有固體NaClO₂的反應柱內二者反應可制得ClO₂，NaClO₂中Cl從+3價升高到+4價，Cl₂中Cl元素的化合價從0價降低到-1價，其反應為2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl；結合反應物之間的關系計算，1molCl₂可以獲得2mol電子，1molClO₂可以獲得電子5mol電子．．

解答 解：（1）反應裝置A為濃鹽酸和二氧化錳共熱制備氯氣的裝置，其離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）氯氣和水反應生成HCl和HClO，兩種酸電離出氫離子而導致氯水呈酸性，濕潤的藍色石蕊試紙遇酸變紅色，所以新制氯水滴在藍色石蕊試紙上先變紅色；HClO具有漂白性，能使紅色石蕊試紙漂白，所以看到的現(xiàn)象是：藍色石蕊試紙先變紅色后褪色，該現(xiàn)象說明氯水具有酸性和漂白性，
故答案為：③③；
（3）氯氣有毒需要用氫氧化鈉溶液吸收，反應的離子方程式為：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）①反應中Fe元素、Mn元素化合價升高，根據(jù)化合價升降相等，ClO₂中Cl元素化合價降低，表現(xiàn)氧化性，
故答案為：氧化；
②將Cl₂通入填充有固體NaClO₂的反應柱內二者反應可制得ClO₂，NaClO₂中Cl從+3價升高到+4價，Cl₂中Cl元素的化合價從0價降低到-1價，其反應為2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl，當消耗標準狀況下11.2L Cl₂，即0.5mol，生成ClO₂為1mol，其質量為1mol×67.5g/mol=67.5g；1molCl₂可以獲得2mol電子，1molClO₂可以獲得電子5mol電子．
故答案為：67.5，ClO₂．

點評 本題考查了性質實驗方案設計、氧化還原反應的計算，側重考查計算能力，氧化還原反應中得失電子相等，根據(jù)物質的性質結合氧化還原反應來分析解答，題目難度中等．