Question

18．某小組準備在實驗室中制取干燥、純凈的氯氣并驗證氯氣的性質．
步驟1．制取純凈的氯氣（裝置如下圖）

（1）寫出A中反應的化學方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
（2）B中加入的物質是：飽和食鹽水，C中加入的物質是：濃硫酸．
（3）E中加入的物質是：NaOH溶液，反應的化學方程式為2NaOH+Cl₂ =NaCl+NaClO+H₂O．
（ 4 ）若A中有14.6g HCl 被氧化，產生氯氣的物質的量為0.2mol．
步驟2．驗證氯氣的性質：
實驗室為方便得到氯氣常用高錳酸鉀與濃鹽酸反應，方程式如下：
2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O

（5）A部分應選擇的裝置③ （填序號），B中觀察到溶液變藍色現象表明KI被氧化．
（6）用KSCN溶液試劑檢驗FeCl₂已被氧化，寫出FeCl₂被氧化的反應方程式：2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃．

Answer 1

分析 （1）濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下發生氧化還原反應生成氯化錳、氯氣和水；
（2）濃鹽酸有揮發性，制備的氯氣中混有氯化氫和水蒸氣，食鹽水溶液中的氯離子抑制氯氣的溶解，降低氯氣的溶解度，用飽和的食鹽水除去HCl氣體，用濃硫酸干燥氯氣；
（3）裝置E進行尾氣處理，用氫氧化鈉溶液吸收，反應生成氯化鈉、次氯酸鈉與水；
（4）被氧化的HCl生成氯氣，根據Cl原子守恒計算生成氯氣物質的量；
（5）該反應為固體與液態不需要加熱制備氣體；氯氣氧化碘離子為碘單質，碘遇淀粉變藍色；
（6）FeCl₂被氯氣氧化生成FeCl₃，用KSCN溶液檢驗溶液含有鐵離子．

解答 解：（1）濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下發生氧化還原反應生成氯化錳、氯氣和水，反應方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）濃鹽酸有揮發性，濃鹽酸中的水在加熱條件下變成水蒸氣，所以氯氣中混有氯化氫和水蒸氣，氯化氫極易溶于水，氯氣能溶于水，且與水反應：Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO，食鹽水溶液中的氯離子抑制氯氣的溶解，降低氯氣的溶解度，裝置B可用飽和的食鹽水除去HCl氣體，裝置C用濃硫酸干燥氯氣；
故答案為：飽和食鹽水；濃硫酸；
（3）氯氣有毒，污染環境，所以不能直接排空，裝置E進行尾氣處理，用氫氧化鈉溶液吸收，反應生成氯化鈉、次氯酸鈉與水，反應方程式為：2NaOH+Cl₂ =NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：NaOH溶液；2NaOH+Cl₂ =NaCl+NaClO+H₂O；
（4）被氧化HCl的物質的量為$\frac{14.6g}{36.5g/mol}$=0.4mol，被氧化的HCl生成氯氣，根據Cl原子守恒，生成氯氣物質的量為$\frac{0.4mol}{2}$=0.2mol，
故答案為：0.2；
（5）該反應為固體與液態不需要加熱制備氣體，故選擇裝置③；發生反應：Cl₂+2KI=2KCl+I₂，碘遇淀粉變藍色，B中觀察到溶液變藍色現象表明KI被氧化．
故答案為：③；溶液變藍色；
（6）FeCl₂被氯氣氧化生成FeCl₃，反應方程式為：2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃，用KSCN溶液檢驗，溶液變為紅色，說明FeCl₂已被氧化，
故答案為：KSCN溶液；2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃．

點評 本題考查氯氣的實驗室制備與性質實驗，側重對基礎知識的鞏固，比較基礎．