Question

氯气（Cl₂）是黄绿色有刺激性气味的气体，有毒．水溶液叫氯水．把品红试纸（染有品红的纸）伸入氯水中，品红褪色．
【发现问题】氯水中的哪些成分能使品红褪色呢？
【查阅资料】氯气溶于水，部分与水反应，方程式为Cl₂+H₂O=HCl+HClO．其中，HClO的名称叫次氯酸，是一种弱酸，具有强氧化性．
【猜想】
猜想1：是氯水中的水使品红褪色的；  猜想2：是氯水中的

 

 使品红褪色的；
猜想3：是氯水中的盐酸使品红褪色的；猜想4：是氯水中的次氯酸使品红褪色的．
【实验探究】
Ⅰ．制取两瓶干燥的氯气．
实验室制取氯气的反应原理为：MnO₂（固体）+4HCl（液体）

△   .

X+2H₂O+Cl₂↑，可用饱和NaCl溶液除去混在Cl₂中少量的HCl气体．根据氯气制备原理，现有下列仪器和药品可使用（如图1）：

（1）X的化学式为

 

，实验室制取氯气的发生装置应选用图2中的

 

（填相应字母），
图中a、b仪器的名称：a

 

，b

 

．
（2）连接仪器的正确顺序是（填各接口处的字母）

 

．
（3）在装置中浓硫酸的作用是

 

，该装置有什么缺点

 

．
Ⅱ．

实验操作	实验现象	过程分析
①把品红试纸伸入水中	没有褪色	猜想1不成立
②把品红试纸伸入干燥的氯气中	没有褪色	猜想2不成立
③	没有褪色	猜想3不成立

【结论】
综合分析：氯水中的

 

（填化学式）使品红褪色，具有漂白作用（能使品红等有色物质褪色）．
【反思】
（1）HClO中氯元素的化合价为

 

价．
（2）氯水中加入AgNO₃溶液有白色沉淀生成，化学方程式为

 

．
（3）向氯水中滴加紫色石蕊试液，观察到的现象是：先

 

后

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的性质或变化规律,常用气体的发生装置和收集装置与选取方法,气体的干燥（除水）,有关元素化合价的计算,质量守恒定律及其应用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：本题通过实验探究分析了氯气的性质和变化规律，氯气的性质在初中教材中几乎没有介绍，只是提到了用氯气给自来水杀菌消毒．
Ⅰ．
（1）根据质量守恒定律和实验室制取氯气的反应原理，进行推测化学式；根据反应物的状态和反应条件选择装置；
（2）收集纯净、干燥的氯气，先用饱和NaCl溶液除去混在Cl₂中少量的HCl气体，再用浓硫酸干燥；
（3）考虑氯气的毒性；
Ⅱ．
根据题目给出的信息和实验现象判断，能使品红褪色，具有漂白作用的是次氯酸；还要记住在化合物中正负化合价的代数和为零的原则；以及盐酸中氯离子的检验方法和与指示剂反应的颜色变化．

解答：解：
【猜想】猜想2：氯水是指氯气溶于水，既发生一个物理变化（氯气和水），又发生一个化学变化（生产盐酸和次氯酸），因此一共有四个猜想，比较其他三个猜想，得出答案．故答案为：Cl₂；
Ⅰ．制取两瓶干燥的氯气．
（1）根据质量守恒定律和实验室制取氯气的反应原理为：MnO₂（固体）+4HCl（液体）

△   .

X+2H₂O+Cl₂↑，可知：反应前Mn原子1个、O原子2个、H原子4个、Cl原子4个，而反应后O原子2个、H原子4个、Cl原子2个，故X中Mn原子1个、Cl原子2个，故其化学式为MnCl₂；
根据反应物的状态为：固体和液体，需要加热，则选择制取氯气的发生装置为C；图中a、b仪器的名称分别为酒精灯、长颈漏斗．
（2）收集纯净、干燥的氯气，先用饱和NaCl溶液除去混在Cl₂中少量的HCl气体；再用浓硫酸干燥，除去水分；而氯气的密度大于空气，则长管进、短管出，故连接仪器的正确顺序是AFGEDCB；
（3）在装置中浓硫酸的作用是吸水干燥，因为氯气有毒，故该装置的缺点为从导管B处会有氯气排到空气中，污染空气．
Ⅱ．
要证明猜想3不成立，只要把品红试纸伸入到盐酸中，现象是无变化就可以了，因此能使品红变色的是次氯酸．故答案为：把品红试纸伸入到盐酸中；
【结论】因为猜想4成立，则氯水中的HClO使品红褪色，具有漂白作用．
【反思】（1）HClO中氯元素的化合价可以根据：+1+X+（-2）=0，解得X=+1．故答案为：+1；
（2）AgNO₃溶液和盐酸互相交换成分生成氯化银白色沉淀和稀硝酸．故答案为：HCl+AgNO₃=AgCl↓+HNO₃
（3）因为氯水中有HCl和HClO，故向氯水中滴加紫色石蕊试液，观察到的现象是：先变红色后褪色．故答案为：先变红色后褪色．
故答案为：
Cl₂；（1）MnCl₂；C； 酒精灯； 长颈漏斗；  （2）AFGEDCB； （3）吸水干燥；从导管B处会有氯气排到空气中，污染空气．③把品红试纸伸入盐酸中；HClO；+1；AgNO₃+HCl=AgCl↓+AgNO₃；变红，褪色

点评：本考点属于实验探究题，既有气体的性质又有气体与水反应后生成物的检验，还有化学方程式的书写，综合性比较强．本题根据题目提供的信息，结合实验探究的一般步骤和酸的性质等知识来解决，还要注意化学方程式的书写和配平．本考点主要出现在实验题中．