Question

【题目】下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。

(1)装置A是氯气的发生装置，其中盛放浓盐酸的仪器名称是________，请写出该反应相应的化学方程式： ___________________________________。

(2)实验室常用以下几种方法制取氯气。

a.二氧化锰与浓盐酸反应制氯气，写出其反应的离子方程式______________。

b.氯酸钾与浓盐酸反应制氯气，该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为____。

(3)装置B中饱和食盐水的作用是________；同时装置B也是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象：____________________________。

(4)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入物质的组合应是________(填字母编号)。

编号	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
a	干燥的有色布条	碱石灰	湿润的有色布条
b	干燥的有色布条	无水硫酸铜	湿润的有色布条
c	湿润的有色布条	浓硫酸	干燥的有色布条
d	湿润的有色布条	无水氯化钙	干燥的有色布条

(5)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性。反应一段时间后，打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡，观察到的现象是________________，该现象________(填“能”或“不能”)说明溴单质的氧化性强于碘，原因是_________________。

(6)装置F的作用是_________，其烧杯中的溶液不能选用下列中的________(填字母编号)。

a.饱和NaOH溶液 b.饱和Ca(OH)2溶液

c.饱和Na2SO3溶液 d.饱和Na2CO3溶液

(7)氯气可制漂白粉，测定漂白粉有效成分的质量分数：称取1.000 g漂白粉于锥形瓶中，加水溶解，调节溶液的pH，以淀粉为指示剂，用0.100 0 mol/LKI溶液进行滴定，溶液出现稳定浅蓝色时为滴定终点。反应原理为：3ClO-+I-=3Cl-+IO3-；IO3-+5I-+3H2O=6OH-+3I2，实验测得数据如下表所示。

滴定次数	1	2	3
KI溶液体积/mL	19.98	20.02	20.00

该漂白粉中有效成分的质量分数为________；若滴定过程中未充分振荡溶液，局部变浅蓝色时就停止滴定，则测定结果将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

Answer 1

【答案】分液漏斗 Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O MnO2+4H＋+2Cl-Mn2＋+Cl2↑+2H2O 5∶1 除去Cl2中的HCl B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱，锥形瓶中液面下降 d E中溶液分为两层，上层为紫红色 不能 D溶液中可能含有过量的氯气，无法排除氯气与KI反应 吸收多余氯气，防止污染环境 b 42.9% 偏低

【解析】

浓盐酸与漂白粉反应生成氯气，由于浓盐酸具有挥发性，在制得的氯气中含有杂质HCl，用B装置的饱和食盐水去除其中的HCl，图示B装置也是安全瓶，可以监测C中是否发生堵塞；用C装置检验氯气是否具有漂白性，用D、E装置比较氯、溴、碘单质的氧化性，通过F装置进行尾气处理。

(1)装置A是氯气的发生装置，其中盛放浓盐酸的仪器名称是分液漏斗，该反应相应的化学方程式：Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O。

(2)a.二氧化锰与浓盐酸混合加热发生反应制氯气，根据电子守恒、原子守恒、电荷守恒，可得该反应的离子方程式为：MnO2+4H＋+2Cl-Mn2＋+Cl2↑+2H2O。

b.氯酸钾与浓盐酸混合也能发生反应制氯气，该反应方程式为KClO3+6HCl（浓）=KCl+3Cl2↑+3H2O，在该反应中KClO3是氧化剂，HCl是还原剂，氧化产物与还原产物都是Cl2，二者的物质的量之比为5：1。

(3)装置B中饱和食盐水的作用是除去氯气中的杂质HCl气体；同时装置B也是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，若装置C发生堵塞，B中的现象为：B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱，锥形瓶中液面下降；

(4)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，通过装置B除去HCl的氯气中含有水蒸气，首先要通过湿润的有色布条，会看到褪色，说明湿润的氯气具有漂白性，然后再用无水氯化钙（U形管中应盛放固体干燥剂）干燥氯气，最后通过干燥的有色布条，看到干燥的有色布条不褪色，从而证明氯气不具有漂白性，氯气与水反应产物具有漂白性；

(5)装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性。反应一段时间后，打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡，观察到的现象是E中溶液分为两层，上层为紫红色；该现象不能说明溴单质的氧化性强于碘，原因是由于D溶液中可能含有过量的氯气，无法排除氯气与KI反应；可能是Cl2与KI发生置换反应生成I2，也可能是在装置D中Cl2与NaBr发生置换反应生成的Br2单质与KI发生置换反应生成的I2，因此不能说明溴单质的氧化性强于碘；

(6)Cl2是大气污染物，装置F的作用是吸收多余氯气，防止污染环境；

a.Cl2可以与饱和NaOH溶液发生反应，NaOH在水中溶解度大，因此可以选用；

b.Ca(OH)2微溶于水，所以饱和Ca(OH)2溶液中的溶质的含量少，不能很好的吸收多余的Cl2，因此不能选用；

c. Cl2具有氧化性，Na2SO3具有还原性，Na2SO3可以吸收氯气生成硫酸钠和HCl，因此可以选用；

d.Cl2与水反应生成HCl和HClO，饱和碳酸钠溶液与HCl反应促进氯气的吸收，饱和Na2CO3溶液可以吸收多余氯气；

故合理选项是b；

(7) 3ClO-+I-=3Cl-+IO3- ①；IO3-+5I-+3H2O=6OH-+3I2 ②

真正的滴定反应是①，①完成后，只要加入1滴碘离子就可以和生成的碘酸根发生反应②生成碘单质，碘与淀粉作用看到浅蓝色达到终点，根据滴定消耗KI溶液的体积可知：三次数据相差不大，都为有效实验数据，平均消耗KI溶液的体积=mL=20.00mL，滴定消耗KI的物质的量为n(KI)=0.100 0 mol/L×0.02L=2×10-3mol，根据方程式3ClO-+I-=3Cl-+IO3-可知，n(ClO-)=3n(I-)=3×2×10-3mol=6×10-3mol，则次氯酸钙的质量为：143g/mol×0.006mol×=0.429g，所以质量分数为：×100%=42.9%；若滴定过程中未充分振荡，溶液局部变浅蓝色时就停止滴定，导致碘化钾标准溶液的体积偏少，则KI的物质的量偏少，所以测定结果将偏低。