Question

20．某化學興趣小組的同學利用如圖所示實驗裝置進行實驗（圖中a、b、c表示止水夾）．
請按要求填空：
（1）A、C、E相連后的裝置可用于制取Cl₂并進行相關的性質實驗．
①若在丙中加入適量水，即可制得氯水．將所得氯水分成兩份，進行Ⅰ、Ⅱ兩個實驗，實驗操作、現象、結論如下，請將表格中實驗1的現象補充：

實驗序號	實驗操作	現象	結論
Ⅰ	將氯水滴入品紅溶液	褪色	氯氣與水反應的產物有漂白性
Ⅱ	氯水中加入NaHCO3粉末	有無色氣泡產生	氯氣與水反應的產物具有 較強的酸性

有同學認為實驗II的結論合理，請說明理由實驗Ⅰ結論不合理，因為Cl₂也有氧化性，此實驗無法確定是Cl₂還是HClO漂白；實驗Ⅱ結論不合理，因為制取的氯氣中含有HCl氣體，HCl溶于水后能與NaHCO₃粉末反應產生氣泡；
②若要利用上述裝置設計一個簡單的實驗，驗證Cl^-和Br^-的還原性強弱，則丙中所盛裝的試劑為NaBr溶液，能得到結論的實驗現象為試管中溶液由無色變為橙色；
③某同學用該裝置探究氯氣與KI的反應，在丙中盛放有KI淀粉溶液，通入氯氣，看到丙中溶液變成藍色，繼續通氯氣，發現藍色逐漸消失，檢測到溶液中有含+5價元素的酸根離子，則藍色消失過量中丙中發生反應的化學方程式是5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl．
（2）B、D、E裝置相連后，在B中盛裝銅片（放在有孔塑料板上）和濃硝酸，關閉c，打開a、b，即可在試管丁中收集到NO₂．
①B中發生反應的化學方程式為Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
②欲用D裝置驗證NO₂與水的反應，在試管中收集滿NO₂后，使燒杯中的水進入試管丁的操作是（不可改變試管和燒杯的位置）：先關閉止水夾 ab，再打開止水夾 c，雙手緊握（或微熱）試管丁使試管中氣體逸出，二氧化氮與水接觸后即可引發燒杯中的水倒流到試管丁中．

Answer 1

分析 （1）①根據氣體的成分及其性質分析判斷，將氯水滴入品紅溶液，溶液褪色；
②根據氯氣的實驗室制法選擇甲、乙儀器中的藥品，根據元素周期律中同一主族元素的遞變性選擇丙裝置中的藥品，根據生成物顏色分析實驗現象；
③在丙中盛放有KI淀粉溶液，通入氯氣，看到丙中溶液變成藍色，是生成了碘單質遇到淀粉變藍色，繼續通氯氣，發現藍色逐漸消失，檢測到溶液中有含+5價元素的酸根離子，則藍色消失過量中丙中發生反應是氯氣和碘單質水溶液中發生氧化還原反應生成碘酸和鹽酸；
（2）①銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，寫出相應的反應方程式；
②根據二氧化氮能和水反應，則燒杯內氣體的壓強會減小進行分析解答．

解答 解：（1）①因為Cl₂有氧化性可以氧化品紅使品紅退色，但氯氣與水反應生成的次氯酸具有漂白性也可以使品紅退色，將氯氣滴入品紅溶液中溶液褪色，此實驗無法確定是Cl₂氧化性還是HClO漂白，實驗實驗Ⅰ結論不合理；氯氣中含有氯化氫氣體和碳酸氫鈉反應生成二氧化碳，氯氣和水反應也生成鹽酸，所以實驗Ⅱ無法判斷是哪部分的鹽酸，所以實驗Ⅱ也不合理，
故答案為：實驗Ⅰ結論不合理，因為Cl₂也有氧化性，此實驗無法確定是Cl₂還是HClO漂白；實驗Ⅱ結論不合理，因為制取的氯氣中含有HCl氣體，HCl溶于水后能與NaHCO₃粉末反應產生氣泡；
②實驗室用二氧化錳和濃鹽酸反應制取氯氣，分液漏斗只能盛裝液體，所以甲裝濃鹽酸，乙盛裝二氧化錳；丙是用來檢驗氯氣的性質，所以盛裝溴化鈉溶液；二氧化錳和濃鹽酸反應生成黃綠色的氯氣，所以會看到燒瓶中有黃綠色的氣體生成；氯氣和溴屬于同一主族的元素，隨著原子序數的增大，非金屬性逐漸減弱，所以氯氣能置換出溴化鈉中的溴，試管內溶液由無色變為橙色，由此證明氯氣的氧化性強于溴，則證明Br^-的還原性強于Cl^-．
故答案為：NaBr溶液，試管中溶液由無色變為橙色；
③在丙中盛放有KI淀粉溶液，通入氯氣，看到丙中溶液變成藍色，是生成了碘單質遇到淀粉變藍色，繼續通氯氣，發現藍色逐漸消失，檢測到溶液中有含+5價元素的酸根離子，則藍色消失過量中丙中發生反應是氯氣和碘單質水溶液中發生氧化還原反應生成碘酸和鹽酸，反應的化學方程式為：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl，
故答案為：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl；
（2）①銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，方程式為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
②二氧化氮能和水反應，則燒杯內氣體的壓強會減小，小于外界大氣壓，燒杯中的溶液會倒流于試管丁，所以先關閉止水夾 ab，再打開止水夾 c，使燒杯中的水進入試管丁，
故答案為：先關閉止水夾 ab，再打開止水夾 c，雙手緊握（或微熱）試管丁使試管中氣體逸出，二氧化氮與水接觸后即可引發燒杯中的水倒流到試管丁中．

點評 本題考查了啟普發生器的反應原理、氯氣的實驗室制法及氯氣、二氧化氮的性質，掌握氯氣的實驗室制法是解答本題的關鍵，題目難度中等．