Question

13．工業上將純凈干燥的氯氣通入到NaOH溶液中得到漂水．某同學想在實驗室探究Cl₂性質并模擬制備漂水，如圖是部分實驗裝置．
已知：2KMnO₄+16HCl═2MnCl₂+2KCl+5Cl₂↑+8H₂O

（1）Cl是鹵素中的代表元素，寫出其簡單離子的結構示意圖．
（2）裝置B和C的作用分別是除去氯氣中的氯化氫氣體和干燥氯氣．
（3）寫出裝置E發生的化學反應方程式Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．
（4）實驗時裝置D中濕潤的紅色紙條褪色，干燥部分沒有褪色，放置一段時間后，紙條全部褪色．該同學認為Cl₂的密度比空氣大，可能是試管下部Cl₂的濃度大于試管上部Cl₂的濃度所導致的．請判斷該解釋是否合理，并分析產生上述實驗現象的原因；不合理；實驗進行中Cl₂與濕潤紅色紙條中的水反應HClO生成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
如需改進，請簡述設計方案將氯氣先通入裝有干燥的紅色紙條的試管，再通入裝有濕潤的紅色紙條的試管中（若認為合理．則此問可不作答）．

Answer 1

分析 （1）氯離子核內有17個質子，核外有3個電子層，各層分別容納電子2，8，8，據此寫出氯離子結構示意圖；
（2）濃鹽酸具有揮發性，加熱能夠促進濃鹽酸的揮發，所以制取的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，用飽和食鹽水除去氯化氫，用濃硫酸吸收水；
（3）氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（4）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；

解答 解：（1）氯離子核內有17個質子，核外有3個電子層，各層分別容納電子2，8，8，結構示意圖為：；
故答案為：；

（2）濃鹽酸具有揮發性，加熱能夠促進濃鹽酸的揮發，所以制取的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，要得到干燥純凈的氯氣，應依次通入盛有飽和食鹽水的洗氣瓶除去氯化氫，然后通入盛有濃硫酸的洗氣瓶除去水，
故答案為：除去氯氣中的氯化氫氣體；干燥氯氣；
（3）氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，化學方程式：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
故答案為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（4）因氯氣不能使紅色物質褪色，HClO使有色的物質褪色，且一段時間后水分子能運動到干燥的紅色紙條中，則實驗不合理；
可設計實驗將氯氣先通入裝有干燥的紅色紙條的試管，再通入裝有濕潤的紅色紙條的試管中，
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；
將氯氣先通入裝有干燥的紅色紙條的試管，再通入裝有濕潤的紅色紙條的試管中．

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，側重考查學生分析實驗的能力，題目難度不大．