Question

12．某校學生化學實驗小組，為驗證非金屬元素氯的氧化性強于硫和氮，設計了一套實驗裝置：（部分夾持裝置已略去）

（1）寫出A中反應的離子方程式MnO₂+4H⁺+2Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（2）B中出現黃色渾濁現象，產生此現象的離子方程式Cl₂+S^2-=S↓+2Cl^-．
（3）浸有NaOH溶液的棉花團的作用是吸收多余的氯氣．
（4）D中干燥管中出現的明顯現象及化學方程式是產生大量白煙；8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂．
（5）有同學認為D中的現象并不能說明氯的氧化性大于氮，需要在C之前加裝洗氣裝置，該洗氣裝置中盛裝氯化鈉試劑．
（6）還有什么方法能證明氧化性Cl₂＞S，（用化學方程式表示）2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃、Fe+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeS．

Answer 1

分析 非金屬性強弱比較的一般規律是：①根據氧化還原反應判斷：同一化學反應，氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性；②由對應氫化物的穩定性判斷：氫化物越穩定，非金屬性越強．③由最高價氧化物對應水化物的酸性來判斷：酸性越強，非金屬越強．（除氟元素之外）．④非金屬單質與具有可變價金屬的反應．能生成高價金屬化合物的，其非金屬性強，據此可以驗證．
為驗證非金屬元素氯的氧化性強于硫，該實驗通過氯氣把硫化鈉溶液中的硫離子氧化為S單質說明，為驗證非金屬元素氯的氧化性強于氮，通過氯氣能把氨氣氧化生成氮氣和氯化氫說明，實驗裝置中，A制取氯氣：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，濃鹽酸易揮發，經過濃硫酸干燥的氯氣中扔混有少量氯化氫氣體，因此需要在C加一吸收裝置除掉氯化氫，需要在C之前加裝洗氣裝置，為該實驗裝置設計缺陷，B裝置為為驗證非金屬元素氯的氧化性強于硫，B中出現黃色渾濁現象，說明有S沉淀生成，氯氣的氧化性大于S的氧化性，反應為：Cl₂+S^2-=S↓+2Cl^-，裝置C進行干燥氯氣，盛放氫氧化鈉的燒杯吸收尾氣，裝置E為：氯化銨和氫氧化鈣固體加熱反應生成氨氣，反應的化學方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂；裝置D氯氣能把氨氣氧化生成氮氣和氯化氫，生成的氯化氫和氨氣結合生成氯化銨，從而冒白煙，驗證非金屬元素氯的氧化性強于氮．
（1）此反應裝置為濃鹽酸和二氧化錳共熱制備氯氣，以此寫出化學方程式；
（2）B中出現黃色渾濁現象，說明有S沉淀生成，氯氣的氧化性大于S的氧化性；
（3）氯氣污染環境，浸有NaOH溶液的棉花團可以吸收多余的氯氣；
（4）裝置E為實驗室制取氨氣的裝置，氯氣能把氨氣氧化生成氮氣和氯化氫，氯化氫與氨氣反應生成氯化銨，故現象為冒白煙；
（5）濃鹽酸易揮發，經過濃硫酸干燥的氯氣中仍混有少量氯化氫氣體，因此需要在C加一吸收裝置除掉氯化氫；
（6）依據非金屬性強弱比較的一般規律進行驗證．

解答 解：（1）反應裝置A為濃鹽酸和二氧化錳共熱制備氯氣的裝置，其離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）反應制備的氯氣通入B之后，B中出現黃色渾濁現象，說明氯氣把硫化鈉溶液中的硫離子氧化為S單質，離子方程式為Cl₂+S^2-=S↓+2Cl^-，
故答案為：Cl₂+S^2-=S↓+2Cl^-；
（3）氯氣污染環境，浸有NaOH溶液的棉花團可以吸收多余的氯氣，反應為：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：吸收多余的氯氣；
（4）通E裝置是制備氨氣，氯氣能把氨氣氧化生成氮氣和氯化氫，生成的氯化氫和氨氣結合生成氯化銨，從而冒白煙，因此實驗的現象是產生大量白煙，反應的方程式是8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂，
故答案為：產生大量白煙；8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂；
（5）鹽酸易揮發，所以生成氯氣中含有氯化氫氣體，氯化氫也能直接和氨氣結合冒白煙，所以需要在C之前連接一盛有飽和食鹽水的裝置以除去氯化氫氣體，裝置圖為，
故答案為：氯化鈉；
（6）非金屬性強弱比較的一般規律是：①由對應氫化物的穩定性判斷：氫化物越穩定，非金屬性越強．②由最高價氧化物對應水化物的酸性來判斷：酸性越強，非金屬越強．（除氟元素之外）．③非金屬單質與具有可變價金屬的反應．能生成高價金屬化合物的，其非金屬性強，據此可以驗證，所以還可用以下方法能證明氧化性Cl₂＞S，方法一：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃、Fe+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeS；方法二：相同溫度下相同狀態的HCl的穩定性大于H₂S；方法三：最高價氧化物對應的水化物的酸性HClO₄ 大于H₂SO₄．用化學方程式表示選擇方法一，
故答案為：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃、Fe+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeS．

點評 本題考查實驗方案的設計與評價，考查了氯氣、氨氣的實驗室制法及性質的檢驗，明確制備原理及物質的性質是解題關鍵，題目難度中等．