Question

7．（1）某學(xué)生設(shè)計(jì)的用該濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制取并收集干燥純凈的氯氣的裝置如圖：
①寫出甲中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-=Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O
②乙中盛的試劑是飽和NaCl溶液；作用是除去Cl₂中混有的HCl氣體．
丙中盛的試劑是濃硫酸．
（2）如果將過(guò)量二氧化錳與20mL 12mol/L濃鹽酸混合加熱，充分反應(yīng)后理論上可生成標(biāo)況下的氯氣的體積為1344mL，而實(shí)際值明顯少于理論值，其主要原因有：
①部分濃鹽酸揮發(fā)了；②隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃鹽酸變稀，稀鹽酸不能被氧化成氯氣．
（3）若將制得的少量氯氣通入無(wú)色的飽和碘化鉀溶液中，溶液變棕黃色，其離子方程式是Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂，向所得溶液中加入四氯化碳，振蕩后靜置，則溶液分為兩層，下層是顯紫色，這種操作叫做萃取．
（4）若將制得的氯氣制成飽和氯水，則實(shí)驗(yàn)室保存飽和氯水的方法是保存在棕色細(xì)口瓶中．
（5）用滴管將新制飽和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中，當(dāng)?shù)蔚阶詈笠坏螘r(shí)紅色突然褪去，褪色的原因可能有兩種（用簡(jiǎn)要文字說(shuō)明）①是由于Cl₂與NaOH完全反應(yīng)而褪色；②是由于Cl₂與水反應(yīng)生成HClO將酚酞氧化而褪色．簡(jiǎn)述怎樣用實(shí)驗(yàn)證明紅色褪去的原因是①或者②：向褪色后的溶液中加入NaOH溶液，若溶液變紅則為①，不變紅則為②．

Answer 1

分析 （1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣和氯化錳、水，濃鹽酸易揮發(fā)，制備的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，氯化氫極易溶于水，氯氣難溶于飽和食鹽水，濃硫酸具有吸水性，通過(guò)盛有飽和食鹽水的洗氣瓶可以除去氯化氫，通過(guò)盛有濃硫酸的洗氣瓶可以除去水蒸氣；
（2）根據(jù)方程式計(jì)算理論上可生成標(biāo)況下的氯氣的體積；二氧化錳只能夠與濃鹽酸反應(yīng)，與稀鹽酸不反應(yīng)；
（3）氯氣的氧化性強(qiáng)于碘，氯氣與碘化鉀反應(yīng)生成碘，碘溶于水得到棕黃色的碘水溶液，碘在水中溶解度小于在有機(jī)物中的溶解度，四氯化碳密度大于水的密度；
（4）氯水中的次氯酸見光易分解；
（5）酚酞遇堿變紅，利用NaOH與酸的反應(yīng)及次氯酸的性質(zhì)來(lái)分析；利用繼續(xù)滴加堿的方法來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，若紅色恢復(fù)說(shuō)明酸堿中和使堿減少，若紅色不恢復(fù)，則說(shuō)明是次氯酸的作用．

解答 解：（1）①二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣和氯化錳、水，方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-=Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-=Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
②濃鹽酸易揮發(fā)，制備的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，氯化氫極易溶于水，氯氣難溶于飽和食鹽水，濃硫酸具有吸水性，通過(guò)盛有飽和食鹽水的洗氣瓶可以除去氯化氫，通過(guò)盛有濃硫酸的洗氣瓶可以除去水蒸氣；
故答案為：飽和NaCl溶液；除去Cl₂中混有的HCl氣體；濃H₂SO₄；
（2）依據(jù)方程式可知：
MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
    4mol             22.4L
0.02L×12.0mol/L=0.24mol  V
所以V=$\frac{0.24mol}{4mol}$=1.344L=1344 mL，
二氧化錳不能與稀鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)消耗氯化氫，濃鹽酸易揮發(fā)出氯化氫都會(huì)導(dǎo)致鹽酸濃度變��；
故答案為：1344 mL； ①部分濃鹽酸揮發(fā)了；②隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃鹽酸變稀，稀鹽酸不能被氧化成氯氣；
（3）氯氣與碘化鉀反應(yīng)生成碘，離子方程式為：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂，碘水呈棕黃色；
碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，四氯化碳的密度大于水，所以所得溶液中加入四氯化碳，振蕩后靜置，則溶液分為兩層，下層溶解碘的四氯化碳層為紫紅色，上層為水層，該過(guò)程為萃�。�
故答案為：棕黃；Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；紫紅；萃�。�
（4）氯水中的次氯酸見光易分解，所以氯水應(yīng)避光保存，應(yīng)保存在在棕色細(xì)口瓶中，故答案為：保存在棕色細(xì)口瓶中；
（5）氫氧化鈉顯堿性，遇到酚酞呈紅色，向其中加入新制氯水，紅色褪去，原因可能為：①酚酞被強(qiáng)氧化劑HClO氧化而漂白褪色；②NaOH被氯水中的酸性物質(zhì)中和，紅色褪去，證明褪色的原因向所得溶液中再滴入幾滴NaOH溶液，若溶液又恢復(fù)成紅色，原因②對(duì)；若無(wú)變化，原因①對(duì)，
故答案為：Cl₂與NaOH完全反應(yīng)而褪色；Cl₂與水反應(yīng)生成HClO將酚酞氧化而褪色；向所得溶液中再滴入幾滴NaOH溶液，若溶液又恢復(fù)成紅色，原因②對(duì)，若無(wú)變化原因①對(duì)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氯氣的制備和性質(zhì)的檢驗(yàn)，及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，明確制備原理和氯氣及氯水的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度不大．