Question

14．某化學學習小組設計如圖實驗裝置（夾持裝置略去）制備Cl₂，并探究氯氣的相關性質．

（1）寫出實驗室制取Cl₂的離子方程式MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．若A裝置中固體藥品為KClO₃，則反應中每生成1mol Cl₂時轉移電子的物質的量$\frac{5}{3}$mol．
（2）裝置B的作用除去氯氣中的氯化氫，檢測實驗過程中裝置C是否發生堵塞．
（3）裝置C的作用是驗證氯氣是否具有漂白性，I處是濕潤的有色布條，則Ⅱ、Ⅲ處應加入的物質分別是無水氯化鈣、干燥的有色布條．
（4）設計裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性．請簡述能說明氯、溴、碘非金屬性強弱的實驗操作及現象：打開A中分液漏斗活塞，一段時間后，D中的無色溶液變為橙色（橙紅色或黃色），說明氯的非金屬性大于溴；打開D中活塞，將D中少量溶液放入裝置E中，振蕩，下層為紫紅色，說明溴的非金屬性大于碘．
（5）請用化學方程式說明裝置F的作用：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）實驗室制備氯氣是利用二氧化錳固體和濃鹽酸加熱反應生成氯化錳、氯氣和水；依據氯酸鉀和濃鹽酸反應的化學方程式結合元素化合價變化計算電子轉移；
（2）濃鹽酸易揮發，制取的氯氣中含有氯化氫，用飽和食鹽水可以吸收氯化氫；B裝置還能夠檢測實驗過程中裝置C是否發生堵塞；
（3）驗證氯氣是否具有漂白性，要驗證干燥氯氣無漂白性，濕潤的有色布條中，氯氣和水反應生成次氯酸具有漂白性；
（4）依據氯氣氧化性大于溴，能夠置換溴，溴的氧化性大于碘，能夠置換碘解答；
（5）氯氣有毒，直接排放能夠引起空氣污染，氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，可以用氫氧化鈉吸收過量氯氣．

解答 解：（1）實驗室制取氯氣反應的離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
若A裝置中固體藥品為KClO₃，和鹽酸反應的化學方程式為：KClO₃+6HCl=KCl+3Cl₂↑+3H₂O，反應生成3molCl₂，轉移電子5mol，則反應中每生成1mol Cl₂時轉移電子的物質的量為$\frac{5}{3}$mol，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；$\frac{5}{3}$；
（2）濃鹽酸易揮發，制取的氯氣中含有氯化氫，氯化氫易溶于水，氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大，用飽和食鹽水可以吸收氯化氫；
檢測實驗過程中裝置C是否發生堵塞，若C中發生堵塞，會看的，B中長頸漏斗中液面上升，形成液柱；
故答案為：除去氯氣中的氯化氫，檢測實驗過程中裝置C是否發生堵塞；
（3）裝置C的實驗目的是驗證氯氣是否具有漂白性，驗證氯氣是否具有漂白性，要驗證干燥氯氣無漂白性，濕潤的有色布條中，氯氣和水反應生成次氯酸具有漂白性，Ⅱ中應是干燥劑無水氯化鈣，濕潤的氯氣通過干燥除去水分，通過Ⅲ處干燥的有色布條，布條不褪色；
故答案為：無水氯化鈣，干燥的有色布條；
（4）設計裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性，使用操作為及現象為：打開A中分液漏斗活塞，一段時間后，D中的無色溶液變為橙色（橙紅色或黃色），說明氯的非金屬性大于溴；打開D中活塞，將D中少量溶液放入裝置E中，振蕩，下層為紫紅色，說明溴的非金屬性大于碘；
故答案為：打開A中分液漏斗活塞，一段時間后，D中的無色溶液變為橙色（橙紅色或黃色），說明氯的非金屬性大于溴；打開D中活塞，將D中少量溶液放入裝置E中，振蕩，下層為紫紅色，說明溴的非金屬性大于碘．
（5）F作用吸收過量氯氣，氫氧化鈉與氯氣反應生成氯化鈉、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．

點評 本題考查了氯氣實驗室制取、氯氣性質的檢驗、實驗設計、實驗裝置的理解評價、化學方程式、離子方程式的書寫等，注意裝置連接的操作和實驗設計，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．