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7.某探究小組為探究氯氣的性質,并用裝置F制取少量“漂白液”,設計了如下實驗裝置.請回答下列問題:
(1)裝置A是用來制取氯氣的,若燒瓶中盛放的是漂白粉,分液漏斗中是稀硫酸,則①A中反應的化學方程式為:Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4=2CaSO4↓+2Cl2↑+2H2O.②裝置A中g管的作用平衡壓強,使稀硫酸能順利地滴入燒瓶中.
(2)裝置D中放有一塊紅色的紙條,一半用水潤濕,一半干燥.實驗過程中發現,濕潤的部分很快褪色了,又過了一段時間,整塊紙條全部褪色.某同學認為是因為裝置D中下半部分氯氣濃度大于上半部分,這種解釋是否合理?不合理(填“合理”或“不合理”),若不合理,請說明真正的原因:實驗進行中氯氣與濕潤紙條中的水生成HClO,使紙條濕潤部分褪色,干燥的部分無水,不能生成HClO所以不褪色,但過一段時間后由于水分子運動,整個紙條都變得濕潤,所以就全部褪色了(若填“合理”則此空不答).
(3)反應一段時間后用注射器從E中抽取少量溶液,檢驗出有Fe3+生成,請寫出E中發生反應的離子方程式:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(4)已知HCO3-的酸性弱于次氯酸,寫出少量的氯氣與F中足量的碳酸鈉溶液反應的總化學方程式:Cl2+2Na2CO3+H2O=NaCl+NaClO+2NaHCO3,反應一段時間后停止反應(此時F中還有碳酸鈉剩余),得到355g含氯元素質量分數為10%的“漂白液”,則理論上該“漂白液”中有效成分的物質的量為0.5mol.

分析 裝置A為制備氯氣的發生裝置,制備的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣,通過飽和食鹽水除去氯化氫,通過濃硫酸除去水蒸氣,通過裝置D中放有一塊紅色的紙條,一半用水潤濕,一半干燥,濕潤的部分很快褪色了,又過了一段時間,整塊紙條全部褪色,說明氯氣無漂白性,是氯氣和水反應生成的次氯酸具有漂白性,通過裝置E中的氯化亞鐵溶液,發生反應2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,最后通過碳酸鈉溶液氯氣和水反應生成的鹽酸反應生成碳酸氫鈉,次氯酸酸性強于碳酸氫根離子,反應生成碳酸氫鈉,依次驗證氯氣的性質,
(1)①分析反應中元素化合價變化,依據氧化還原反應得失電子守恒、原子個數守恒書寫方程式;
②導氣管將分液漏斗與圓底燒瓶相連,使二者內部壓強相等;
(2)根據氯氣不能使紅色物質褪色,HClO使有色的物質褪色及水分子的運動來分析;
(3)氯氣具有強的氧化性能夠氧化二價鐵離子生成三價鐵;
(4)將少量的氯氣通入到過量的碳酸鈉溶液中,氯氣和水反應生成的鹽酸反應生成碳酸氫鈉,次氯酸酸性強于碳酸氫根離子,反應生成碳酸氫鈉;
氯元素含量為10%的漂水溶液355g,則m(Cl)=35.5g,n(Cl)=1mol,再利用n(Cl)=n(NaCl)+n(NaClO)及Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O來分析.

解答 解:(1)①由題意知道:次氯酸鈣中氯元素從+1價降為氯氣中的0價,1mol次氯酸鈣反應得到2mol電子,氯化氫中-1價的氯升高為氯氣中0價,1mol氯化氫參加反應失去1mol電子,要使氧化劑與還原劑得失電子守恒,則次氯酸鈣系數為1,氯化氫系數為2,依據原子個數守恒,反應方程式:Ca(ClO)2 +4HCl=CaCl2 +2Cl2↑+2H2O;
故答案為:Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4=2CaSO4↓+2Cl2↑+2H2O;
②導氣管將分液漏斗與圓底燒瓶相連,使二者內部壓強相等,有利于稀硫酸順利的滴入燒瓶中,故答案為:平衡壓強,使稀硫酸能順利地滴入燒瓶中;
(2)實驗進行中氯氣與濕潤紙條中的水生成HClO,使紙條濕潤部分褪色,干燥的部分無水,不能生成HClO所以不褪色,但過一段時間后由于水分子運動,整個紙條都變得濕潤,所以就全部褪色了;
故答案為:不合理;實驗進行中Cl2與濕潤紅色紙條中的水反應生成HClO使濕潤的紅色紙條褪色,干燥部分沒有HClO,所以紙條不褪色,放置一段時間,由于水分子運動會導致整個紙條濕潤而褪色;
(3)氯氣與二價鐵離子反應生成三價鐵離子與氯離子,離子方程式:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
故答案為:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(4)將少量的氯氣通入到過量的碳酸鈉溶液中,氯氣和水反應生成的鹽酸反應生成碳酸氫鈉,次氯酸酸性強于碳酸氫根離子,反應生成碳酸氫鈉,化學方程式:Cl2+2Na2CO3+H2O=NaCl+NaClO+2NaHCO3
氯元素含量為10%的漂水溶液355g,則m(Cl)=×10%=35.5g,n(Cl)=$\frac{35.5g}{35.5g/mol}$=1mol,
由Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O可知,
n(Cl)=n(NaCl)+n(NaClO),則n(NaClO)=$\frac{1mol}{2}$=0.5mol;
故答案為:Cl2+2Na2CO3+H2O=NaCl+NaClO+2NaHCO3;0.5.

點評 本題考查氯氣的制取實驗裝置及氯氣的性質,明確裝置的作用及裝置中發生的化學反應即可解答,難度中等.

練習冊系列答案
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一種工藝流程如下:

(1)氯化鐵能用作水處理劑的原因是Fe3++3H2O=Fe(OH)3(膠體)+3H+,Fe(OH)3膠體能吸附并沉降水中懸浮的物質(用必要的文字和化學方程式說明).
(2)吸收塔中吸收劑X 是FeCl2溶液.
(3)溫度超過400℃時,捕集器中捕集到的物質的相對分子質量為325,該物質的分子式為Fe2Cl6
(4)從副產物FeCl3 溶液中獲得FeCl3•6H2O 的方法是在滴加濃鹽酸后,蒸發濃縮、冷卻結晶、
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(5)用FeCl3 溶液(32%~35%)腐蝕印刷線路板的廢液中含FeCl3、FeCl2 和CuCl2.用化學方法回收廢
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