Question

18．氯氣和漂白粉是現代工業和生活常用的消毒、殺菌劑，實驗室擬用下列裝置制備干燥純凈的氯氣．（提示：2NaCl+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+2HCl↑）

（1）請從下列試劑中選擇：Ⅰ中所盛試劑為C，Ⅱ中所盛試劑為B． （選填字母）
A．氫氧化鈉溶液      B．飽和食鹽水      C．濃硫酸      D．硝酸銀溶液
（2）請按氣體從左向右流動的方向將儀器進行連接：H→B→A→C→D→F；
你選擇的最后一個裝置的理由是防止倒吸，連接好實驗裝置后的下一步操作是檢驗裝置氣密性．
（3）寫出工業上用氯氣和石灰乳制取漂白粉的化學方程式2Cl₂ +2Ca（OH）₂ =CaCl₂ +Ca（ClO）₂ +2H₂O，若標況下，33.6L Cl₂參加反應，則轉移電子1.5mol．
（4）實驗室有一瓶密封不嚴的漂白粉樣品，其中肯定存在CaCl₂，請設計實驗，探究該樣品中可能存在的其他固體物質．
①提出合理假設．
假設1：該漂白粉未變質，只含Ca（ClO）₂；
假設2：該漂白粉全部變質，只含CaCO₃；
假設3：該漂白粉部分變質，則含有CaCO₃和Ca（ClO）₂．
②設計實驗方案，進行實驗，并寫出實驗步驟、預期現象與結論．
限選用的儀器和藥品：試管、滴管、帶導管的單孔塞、蒸餾水、自來水、品紅溶液、1mol/L鹽酸、新制澄清石灰水．（提示：不必檢驗Ca²⁺和Cl^-）

實驗步驟		預期現象和結論
①	取少量上述漂白粉于試管中，加入適量1mol/L鹽酸溶解后，再將產生的氣體導入澄清石灰水中．	（1）若澄清石灰水未見渾濁，則假設1成立； （2）若澄清石灰水變渾濁，則假設2或3成立．
②	向步驟①反應后的試管中滴入1～2滴品紅溶液，振蕩（或另外取樣操作）	結合實驗①中的（2）， （1）若品紅褪色，則假設3成立； （2）若品紅不褪色，則假設2成立．

Answer 1

分析 （1）H導出的氯氣中含有HCl、水蒸氣，先用飽和食鹽水除去HCl，再用濃硫酸干燥氯氣，采取向上排空氣法收集氯氣，最后用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣，防止污染空氣，用氫氧化鈉溶液吸收氯氣防止倒吸，各裝置中氣體應為長進短出；
（2）由（1）分析可知各裝置連接順序；連接好實驗裝置后，需要進行氣密性檢驗，然后在開始使用；
（3）用氯氣和石灰乳制取漂白粉，反應生成氯化鈣、次氯酸鈣與水；根據方程式可知反應中氯氣為氧化劑、還原劑，各占一半，進而計算轉移電子；
（4）①漂白粉成分為CaCl₂、Ca（ClO）₂，次氯酸鈣與空氣中二氧化碳、水反應生成CaCO₃而變質；
②若漂白粉變質，則含有CaCO₃，加熱鹽酸會有二氧化碳生成，再通入新制澄清石灰水，會有碳酸鈣白色沉淀生成，否則沒有；
向步驟①反應后的試管中滴入1～2滴品紅溶液，根據品紅溶液是否褪色判斷是否含有Ca（ClO）₂．

解答 解：（1）H導出的氯氣中含有HCl、水蒸氣，先用飽和食鹽水除去HCl，再用濃硫酸干燥氯氣，采取向上排空氣法收集氯氣，最后用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣，防止污染空氣，用氫氧化鈉溶液吸收氯氣防止倒吸，各裝置中氣體應為長進短出，氣體從左向右流動的方向將儀器進行連接：H→B→A→C→D→F，則：Ⅰ中所盛試劑為濃硫酸，Ⅱ中所盛試劑為飽和食鹽水，
故答案為：C；B；
（2）由（1）分析可知，氣體從左向右流動的方向將儀器進行連接：H→B→A→C→D→F；連接好實驗裝置后，需要檢驗裝置氣密性，然后在開始使用，
故答案為：B、A、D、F；防止倒吸；檢驗裝置氣密性；
（3）用氯氣和石灰乳制取漂白粉，反應生成氯化鈣、次氯酸鈣與水，反應方程式為：2Cl₂ +2Ca（OH）₂ =CaCl₂ +Ca（ClO）₂ +2H₂O，根據方程式可知反應中氯氣為氧化劑、還原劑，各占一半，若標況下，33.6L Cl₂參加反應，其物質的量為$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol，則轉移電子為1.5mol×$\frac{1}{2}$×2=1.5mol，
故答案為：2Cl₂ +2Ca（OH）₂ =CaCl₂ +Ca（ClO）₂ +2H₂O；1.5；
（4）①漂白粉成分為CaCl₂、Ca（ClO）₂，次氯酸鈣與空氣中二氧化碳、水反應生成CaCO₃而變質，除CaCl₂外，探究該樣品中可能存在的其他固體物質，提出合理假設：
假設1：該漂白粉未變質，只含Ca（ClO）₂；
假設2：該漂白粉全部變質，只含CaCO₃；
假設3：該漂白粉部分變質，則含有CaCO₃和Ca（ClO）₂，
故答案為：Ca（ClO）₂；CaCO₃和Ca（ClO）₂；
②可加入適量1mol/L鹽酸溶解后，再將產生的氣體導入到澄清石灰水中，若澄清石灰水未見渾濁，則假設1成立；若澄清石灰水變渾濁，則假設2或假設3成立；
向步驟①反應后的試管滴入1～2滴品紅溶液，振蕩，若品紅褪色，則假設3成立；若品紅不褪色，則假設2成立，
故答案為：

實驗步驟		預期現象和結論
①	加入適量1mol/L鹽酸溶解后，再將產生的氣體導入到澄清石灰水中	（1）若澄清石灰水未見渾濁，則假設1成立； （2）若澄清石灰水變渾濁，則假設2或假設3成立
②	向步驟①反應后的試管滴入1～2滴品紅溶液，振蕩	（1）若品紅褪色，則假設3成立； （2）若品紅不褪色，則假設2成立

點評 本題考查氯氣制備、氧化還原反應、物質組成探究實驗，關鍵是明確實驗原理，側重于學生的實驗能力的考查，難度中等，注意掌握物質的性質．