Question

氯氣是氯堿工業的主要產品之一，是一種常用的消毒劑，其消毒原理是與水反應生成了次氯酸：Cl₂+H₂O?HCl+HClO，K=4.5×10^-4，次氯酸的強氧化性能殺死水中的病菌（不直接用次氯酸為自來水消毒是因為次氯酸易分解，且毒性較大）．但是，由于氯氣貯運不方便，且具有一定的危險性，目前正逐漸被其他性能優越的消毒產品所替代．請回答：
（1）氯堿工業生產氯氣的化學方程式為：

 

．將Cl₂通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯元素的離子是

 

．
（2）常見家用消毒液與氯氣相比具有貯運方便等優點，用氯氣與燒堿溶液反應制備，則制備這種家用消毒液的離子方程式為：

 

．
（3）二氧化氯是目前國際上公認的最新一代的高效、廣譜、安全的殺菌、保鮮劑．二氧化氯是一種極易爆炸的強氧化性氣體，易溶于水、不穩定、呈黃綠色，在生產和使用時必須盡量用稀有氣體或其它“惰性”氣體進行稀釋，同時需要避免光照、震動或加熱．
我國科學家研發了用氯氣氧化亞氯酸鈉（NaClO₂）固體制備二氧化氯的方法，其化學方程式為：
Cl₂+2NaClO₂═

 

．
（4）最近科學家又研究出了一種新的制備二氧化氯的方法，利用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液還原氯酸鈉，化學反應方程式為H₂C₂O₄+2NaClO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄

 

．此法提高了生產及儲存、運輸的安全性，原因是

 

．
（5）一位同學設計了一套用濃鹽酸和KMnO₄固體制取少量氯氣并比較氯氣與碘單質的氧化性強弱的微型裝置（如圖）．
①下列溶液能吸收Cl₂的是：

 

（填字母序號）．
A．飽和食鹽水        B．Na₂SO₄溶液
C．飽和NaOH溶液      D．濃硫酸
②能說明Cl₂的氧化性強于I₂的實驗現象是：

 

．
③Cl₂中含有少量HCl氣體，可用

 

 試劑除去HCl，請用平衡移動的原理解釋原因：

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題,鹵族元素

分析：（1）氯堿工業用電解飽和食鹽水的方法制備氯氣，氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，其中次氯酸具有強氧化性；
（2）氯氣和燒堿反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（3）反應反應物和生成物結合質量守恒定律可書寫化學方程式；
（4）用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液還原氯酸鈉，反應生成硫酸鈉、二氧化碳、二氧化氯、水；
（5））①氯氣和水反應生成酸，酸能和堿反應，氯氣有強氧化性，能氧化強還原性物質；
②氯氣能和碘離子發生氧化還原反應；
③氯氣難溶于飽和食鹽水．

解答： 解：（1）氯堿工業用電解飽和食鹽水的方法制備氯氣，反應的方程式為2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，其中次氯酸具有強氧化性，
故答案為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；具有氧化性的含氯粒子是ClO^-；
（2）氯氣和燒堿反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應的方程式為Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案為：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）反應物為Cl₂和NaClO₂，根據題意結合質量守恒定律可知生成物應為ClO₂和NaCl，
則反應的方程式為Cl₂+2NaClO₂═2ClO₂+2NaCl，
故答案為：2ClO₂+2NaCl；
（4）用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液還原氯酸鈉，反應生成硫酸鈉、二氧化碳、二氧化氯、水，該反應為H₂C₂O₄+2NaClO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O，其優點是只生成一種可溶性鹽，此法提高了生產及儲存、運輸的安全性，原因是反應過程產生的CO₂氣體對ClO₂起稀釋作用，提高了生產及儲存、運輸的安全性，
故答案為：H₂C₂O₄+2NaClO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2CO₂↑+2ClO₂↑+2H₂O；反應過程產生的CO₂氣體對ClO₂起稀釋作用，提高了生產及儲存、運輸的安全性；
（5）①A．氯氣難溶于飽和食鹽水，故A錯誤；
B．氯氣與飽和Na₂SO₄溶液不反應，不能被吸收，故B錯誤；
C．氯氣和與飽和NaOH溶液反應而被吸收，故C正確；
D．濃硫酸與氯氣不反應，不能吸收氯氣，故D錯誤．
故答案為：C；
②氯氣可氧化KI生成單質碘，淀粉遇碘變藍色，則可用濕潤淀粉碘化鉀試紙檢驗，現象為試紙變藍，故答案為：濕潤淀粉碘化鉀試紙變藍；
③氯水中存在Cl₂+H₂O?HCl+HClO平衡，為可逆反應，飽和食鹽水中Cl^-抑制氯氣與水的反應，平衡會逆向移動，有效降低Cl₂在飽和食鹽水中的溶解度，
故答案為：飽和食鹽水；增大Cl^- 濃度，Cl₂+H₂O  HCl+HClO平衡會逆向移動，有效降低Cl₂在飽和食鹽水中的溶解度．

點評：本題考查較為綜合，涉及氯氣的制備、性質以及檢驗等題目，為高頻考點，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，難度中等，學習中注意相關基礎知識的積累．