Question

某化學實驗小組同學為了證明和比較SO₂和氯氣的漂白性，設計了如圖1所示的實驗裝置．

（1）用MnO₂跟濃鹽酸反應制備Cl₂，在圖1、A、E兩發生裝置中應選用的裝置是

 

（填裝置序號）．該反應中的濃鹽酸所表現出的性質是

 

．
（2）反應開始后，發現B、D兩個試管中的品紅溶液都褪去，停止通氣后，給B、D兩個試管加熱，兩個試管中的現象分別為B：

 

，D：

 

．
（3）裝置C的作用是

 

．
（4）該實驗小組的甲乙兩名同學利用上述裝置圖1中的兩發生裝置與圖2所示裝置連接，繼續進行實驗，檢驗將兩種氣體按不同比例混合后的漂白性．通氣一段時間后，甲同學實驗過程中品紅溶液幾乎不褪色，而乙同學的實驗現象是品紅溶液隨時間推移變得越來越淺．試根據該實驗裝置和兩名同學的實驗結果回答下列問題：
①指出在氣體進入品紅溶液之前，先將SO₂和Cl₂通過濃硫酸的目的：

 

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②試分析甲同學實驗過程中，品紅溶液不褪色的原因是：

 

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請寫出其相應的離子方程式：

 

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③你認為乙同學實驗中品紅溶液顏色變得越來越淺的原因是：

 

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Answer 1

考點：性質實驗方案的設計,氯氣的化學性質,二氧化硫的化學性質

專題：實驗設計題

分析：（1）實驗室制備氯氣的反應原理：4HCl（濃）+MnO₂

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，根據反應條件選擇裝置，根據方程式可以判斷濃鹽酸的性質；
（2）二氧化硫能夠與有機色素化合成無色物質使品紅溶液褪色，但是該無色物質不穩定受熱易回復顏色；氯氣溶液水生成的次氯酸具有強的氧化性，直接將有色物質氧化成穩定的無色物質，其漂白效果好，受熱不回復顏色；
（3）二氧化硫和氯氣都是有毒氣體需要進行尾氣處理，以免污染空氣；
（4）①濃硫酸和二氧化硫、氯氣不反應，但氯氣和二氧化硫在該裝置中能充分混合，且通過觀察氣泡的速度控制氣體流量，使二者按一定比列混合；
②氯氣有強氧化性，二氧化硫有還原性，二者能按1：1發生氧化還原反應而使氣體失去漂白性；
③如果SO₂和Cl₂的進氣速度不相等，混合發生反應后其中一種氣體有剩余，仍具有漂白性．

解答： 解：（1）根據反應方程式4HCl（濃）+MnO₂

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，實驗室制氯氣應是固體和液體加熱生成；又由反應4molHCl中有2mol鹽酸中的氯元素化合價升高，做還原劑，表現還原性，還有2mol化合價不變與金屬陽離子結合成鹽表現出酸性，故答案為：E；酸性、還原性；
（2）二氧化硫漂白具有不穩定性受熱回復顏色，次氯酸漂白效果穩定，受熱不回復顏色，故答案為：溶液又變為紅色；顏色無變化；
（3）用氫氧化鈉吸收過量的二氧化硫和氯氣，防止污染空氣，故答案為：除去多余的Cl₂和SO₂，防止污染空氣；
（4）①濃硫酸和二氧化硫、氯氣不反應，但氯氣和二氧化硫在該裝置中能充分混合，且通過觀察氣泡的速度控制氣體流量，使二者按一定比列混合；
故答案為：使SO₂和Cl₂混合均勻，通過觀察氣泡控制氣體的流速；
②氯氣有強氧化性，二氧化硫有還原性，二者能按1：1發生氧化還原反應而使氣體失去漂白性，離子反應方程式為SO₂+Cl₂+2H₂O═4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-；
故答案為：控制SO₂和Cl₂按物質的量之比1：1進氣，二者發生反應，生成無漂白性的H₂SO₄和HCl，SO₂+Cl₂+2H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+4H⁺；
③通氣一段時間后，品紅溶液顏色隨時間推移變得越來越淺，說明有漂白性；如果SO₂和Cl₂的進氣速度不相等，混合發生反應后其中一種氣體有剩余，仍具有漂白性．
故答案為：通入的二氧化硫或者氯氣一方有剩余．

點評：本題考查了次氯酸和二氧化硫的漂白性，難度不大，注意次氯酸和二氧化硫漂白性的不同，次氯酸的漂白性是利用其強氧化性，二氧化硫的漂白性是利用二氧化硫和有色物質反應生成無色物質．