Question

2．利用圖1所示實驗（部分裝置）收集氯氣并驗證氯氣的性質(zhì)：

（1）A為Cl₂的發(fā)生裝置．若制取氯氣的化學方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，與之對應的A裝置（圖2）是b（填寫裝置的序號）．
（2）利用D中的廣口瓶收集氯氣，試在裝置圖中完善D裝置（將虛線表示的一根或兩根導管改為實線，也可都不改）．
（3）寫出裝置E中反應的離子方程式Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（4）利用D中收集的氯氣進行鐵與氯氣的反應實驗：用坩堝鉗夾持一束細鐵絲，在酒精燒至紅熱，然后伸入盛有氯氣的集氣瓶中．
（5）通入氯氣一段時間后，洗氣瓶B溶液中有一部分SO₃^2-氧化成SO₄^2-，反應的離子方程式為SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺．試設計實驗方案，檢驗洗氣瓶B溶液中Cl和SO₄^2-的存在．可供選擇的試劑及儀器為：
稀鹽酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、Ba（NO₃）₂溶液、AgNO₃溶液、澄清石灰水、試管、膠頭滴管．

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取適量B中溶液于試管Ⅰ中，滴加過量稀鹽酸和BaCl2溶液	若產(chǎn)生白色沉淀，則洗氣瓶B溶液中存在SO42-
步驟2：另取適量B中溶液于試管Ⅱ中，滴加過量Ba（NO3）2溶液，振蕩，靜置	產(chǎn)生白色沉淀
步驟3：取步驟2后試管Ⅱ中的上層清液于試管Ⅲ中，滴加稀HNO3和AgNO3溶液．	若產(chǎn)生白色沉淀，則洗氣瓶白溶液中存在Cl-

Answer 1

分析 （1）實驗室通常用二氧化錳與濃鹽酸加熱反應制備氯氣，依據(jù)反應物狀態(tài)和反應條件選擇發(fā)生裝置；
（2）氯氣的密度大于空氣的密度，應選擇向上排空氣法；
（3）氫氧化鈉與氯氣反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（4）依據(jù)氯氣與銅反應的條件解答；
（5）氯氣具有強的氧化性，能夠氧化亞硫酸根離子生成硫酸根離子，據(jù)此寫出反應離子方程式；
檢驗硫酸根離子應排除亞硫酸根離子的干擾；檢驗氯離子選用硝酸銀，反應生成氯化銀不溶于稀硝酸．

解答 解：（1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯化錳、氯氣和水，方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，反應為固體+固體加熱反應，應選擇裝置b；
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O； b；
（2）氯氣的密度大于空氣的密度，應選擇向上排空氣法，利用D中的廣口瓶收集氯氣，氣體應長進短出，左邊改為實線，
故答案為：左邊改為實線；
（3）氫氧化鈉與氯氣反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應離子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）氯氣與銅反應需要加熱，所以應將銅絲在酒精燒至紅熱，
故答案為：在酒精燒至紅熱；
（5）亞硫酸根離子具有強的還原性能夠被氯氣氧化生成硫酸根離子，反應的離子方程式為：Cl₂+SO₃^2-+H₂O═SO₄^2-+2H⁺+2Cl^-；
檢驗洗氣瓶B溶液中SO₄^2-的存在，應排除亞硫酸根離子，先加入足量的稀鹽酸，然后加入氯化鋇溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，即含有硫酸根離子；
檢驗氯離子存在，應排除硫酸根、亞硫酸根離子的干擾，取適量洗氣瓶B中溶液于試管Ⅱ中，滴加 過量Ba（NO₃）₂溶液振蕩，靜置，取上層清液于試管Ⅲ中，滴加硝酸銀和稀硝酸，若產(chǎn)生白色沉淀，則洗氣瓶B溶液中存在Cl^-；
故答案為：Cl₂+SO₃^2-+H₂O═SO₄^2-+2H⁺+2Cl^-；過量稀鹽酸和BaCl₂溶液；稀HNO₃和AgNO₃溶液．

點評 本題為實驗題，考查了氯氣的制備、氯氣性質(zhì)的檢驗，明確反應的原理，發(fā)生裝置選擇的依據(jù)是解題關(guān)鍵，注意硫酸根、氯離子的檢驗方法，題目難度中等．