Question

4．工業上將純凈干燥的氯氣通入到0.5mol•L^-1NaOH溶液中得到漂白水．某同學想在實驗室探究Cl₂性質并模擬制備漂白水，上圖是部分實驗裝置．已知KMnO₄與濃鹽酸反應可以制取Cl₂．（注：裝置D中布條為紅色）

（1）配平KMnO₄與鹽酸反應的化學方程式：
2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O
（2）如果反應中轉移0.5mol電子，則生成Cl₂的物質的量為0.25mol．
（3）濃硫酸的作用是干燥氯氣．
（4）實驗時裝置D中的現象是干布條不褪色，濕布條褪色．
（5）裝置E中發生化學反應的離子方程式為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（6）配制500mL物質的量濃度為0.5mol•L^-1NaOH溶液時，主要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、量筒和500 mL容量瓶，需稱量的NaOH的質量是10.0 g．

Answer 1

分析 （1）分析元素中化合價變化，依據氧化還原反應得失電子守恒、原子個數守恒配平方程式；
（2）依據方程式2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8 H₂O可知，生成1mol氯氣，有2mol氯化氫中-1價氯化合價升高，失去2mol電子，據此計算轉移0.5mol電子，則生成Cl₂的物質的量；
（3）濃硫酸具有吸水性；
（4）氯氣不具有漂白性，次氯酸具有漂白性；
（5）氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（6）配制500mL溶液，應選擇500ml容量瓶，依據m=CVM計算需要氫氧化鈉的質量．

解答 解：（1）反應中高錳酸鉀中+7價錳降為氯化錳中+2價，氯化氫中-1價氯部分升高為氯氣中0價，依據得失電子守恒，則氯氣系數為5，高錳酸鉀系數為2，依據原子個數守恒，反應方程式：2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8 H₂O；
故答案為：2；16；2；2；5；8；
（2）依據方程式2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8 H₂O可知，生成1mol氯氣，有2mol氯化氫中-1價氯化合價升高，失去2mol電子，據此計算轉移0.5mol電子，則生成Cl₂的物質的量0.25mol；
故答案為：0.25mol；
（3）濃硫酸具有吸水性，可以干燥氯氣；
故答案為：干燥氯氣；
（4）氯氣不具有漂白性，氯氣與水反應生成的次氯酸具有漂白性，所以看到干燥的布條不褪色，濕潤的布條褪色；
故答案為：干布條不褪色，濕布條褪色；
（5）氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，離子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（6）配制500mL溶液，應選擇500ml容量瓶，需稱量的NaOH的質量=0.5mol•L^-1×0.5L×40g/mol=10.0g，
故答案為：500 mL容量瓶；10.0 g．

點評 本題考查了氯氣的實驗室制備和性質的檢驗，一定物質的量濃度溶液的配制，明確氯氣的制備原理和性質是解題關鍵，題目難度不大．