Question

1．在實驗室里可用右圖所示裝置制取氯酸鉀、次氯酸鈉和探究氯水的性質．
圖甲中：①為氯氣發生裝置；②的試管里盛有15mL 30% KOH溶液，并置于熱水浴中；③的試管里盛有15mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；④的試管里加有紫色石蕊試液；⑤為尾氣吸收裝置．
請填寫下列空白：
（1）制取氯氣時，在燒瓶里加入一定量的二氧化錳，通過分液漏斗（填寫儀器名稱）向燒瓶中加入適量的濃鹽酸．實驗室制Cl₂的化學方程式MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；實驗時為了除去氯氣中的HCl氣體，可在①與②之間安裝盛有C（填寫下列編號字母）的凈化裝置．
A．堿石灰   B．氫氧化鈉溶液  C．飽和食鹽水  D．濃硫酸
（2）如果將過量二氧化錳與20mL 12mol•L^-1的濃鹽酸混合加熱，充分反應后生成的氯氣明顯少于0.06mol．其主要原因有：①濃鹽酸揮發變稀，②反應一段時間后，濃鹽酸消耗變稀，無法被二氧化錳氧化．
（3）比較制取氯酸鉀和次氯酸鈉的條件，二者的差異是
①制取溫度不同，制取氯酸鉀需要較高溫度，制取次氯酸鈉需要較低溫度；
②制取時，堿的濃度也不同，制取氯酸鉀需要濃度較大的堿，制取次氯酸鈉需要濃度較小的堿．
反應完畢經冷卻后，②的試管中有大量晶體析出．圖乙中符合該晶體溶解度曲線的是M（填寫編號字母）；
從②的試管中分離出該晶體的方法是過濾（填寫實驗操作名稱）．
（4）實驗中可觀察到④的試管里溶液的顏色發生了如下變化，請填寫下表中的空白．

實驗現象	原因
溶液最初從紫色逐漸變為紅色	氯氣與水反應生成的H+使石蕊變色
隨后溶液逐漸變為無色	氯氣與水反應生成次氯酸具有漂白性
然后溶液從無色逐漸變為淺黃綠色	過量氯氣溶解于水中

Answer 1

分析 （1）向燒瓶中加入濃鹽酸應該使用分液漏斗；濃鹽酸與二氧化錳在加熱條件下發生反應生成氯氣和氯化錳和水；濃鹽酸易揮發，制取的氯氣中含有氯化氫，氯化氫易溶于水，而氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大，據此選擇合適的除雜試劑；
（2）只有濃鹽酸才能被二氧化錳氧化，稀鹽酸與濃鹽酸不反應，濃鹽酸易揮發，且反應不斷消耗濃鹽酸，使得鹽酸的濃度降低；
（3）氯氣與氫氧化鈉或者氫氧化鉀的反應中，溫度與濃度對化學反應產物有很大影響；冷卻后，②的試管中有大量晶體析出，則其溶解度受溫度影響較大，且隨溫度升高而增大；固體與溶液的分離為過濾；
（4）根據氯氣的性質和氯水的成分考慮．

解答 解：（1）向燒瓶中加入濃鹽酸應該使用分液漏斗；濃鹽酸與二氧化錳在加熱條件下發生反應生成氯氣和氯化錳和水，方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；制取氯氣時需要加熱，濃鹽酸易揮發，制取的氯氣中含有氯化氫，氯化氫易溶于水，而氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大，可以使用飽和食鹽水，既除去HCl又降低氯氣在水中的溶解度，即選用C；
故答案為：分液漏斗；MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；C；
（2）只有濃鹽酸才能被二氧化錳氧化，稀鹽酸與濃鹽酸不反應，20mL 12mol•L^-1的濃鹽酸含氯化氫的物質的量為0.2L×12mol/L═2.4mol，根據化學方程式：MnO₂+4HCl=MnCl₂+Cl₂+2H₂O可知：在二氧化錳過量的條件下，如果HCl完全反應，會生成氯氣0.6mol，但是因為鹽酸易揮發，且反應不斷消耗濃鹽酸，使得鹽酸的濃度降低，變為稀鹽酸，不再與二氧化錳發生反應，所以實際生成氯氣物質的量小于0.6mol；
故答案為：濃鹽酸揮發變稀；反應一段時間后，濃鹽酸消耗變稀，無法被二氧化錳氧化；
（3）制取氯酸鉀和次氯酸鈉的條件有兩個不同點：①制取溫度不同，制取制取氯酸鉀需要較高溫度，制取次氯酸鈉需要較低溫度；②制取時堿的濃度也不同，取氯酸鉀需要濃度較大的堿，制取次氯酸鈉需要濃度較小的堿；
冷卻后，②的試管中有大量晶體析出，則其溶解度受溫度影響較大，且隨溫度升高而增大，則曲線M符合，固體與溶液的分離為過濾；
故答案為：①制取溫度不同，制取氯酸鉀需要較高溫度，制取次氯酸鈉需要較低溫度；
②制取時，堿的濃度也不同，制取氯酸鉀需要濃度較大的堿，制取次氯酸鈉需要濃度較小的堿；
M；過濾；
（4）氯氣通入紫色石蕊試液，由于氯氣與水反應，即Cl₂+H₂O=Cl^-+H⁺+HClO，由于反應生成鹽酸，所以氯水顯酸性，則氯水能使紫色石蕊試液變成紅色，而后由于氯水中存在次氯酸，次氯酸具有漂白性，可以使紅色石蕊試液退成無色，后來，由于氯氣繼續通入溶液，通入的氯氣不再繼續表現氧化性，而是要溶解在水中，最終形成氯水，其顏色呈現黃綠色或淺黃綠色；
故答案為：

實驗現象	原因
紅
	氯氣與水反應生成HClO具有漂白性
淺黃綠	過量氯氣溶解于水中

點評 本題為綜合題，考查了氯氣的實驗室制法、氯氣的性質、氯水的性質等，側重考查學生結合已有知識與題給信息解題的能力，題目難度中等．