Question

12．工业上将纯净干燥的氯气通入到0.5mol•L^-1NaOH溶液中得到漂白水．某同学想在实验室探究Cl₂性质并模拟制备漂白水，下图是部分实验装置．已知KMnO₄与浓盐酸反应可以制取Cl₂．（注：装置D中布条为红色）

（1）用装置A制备Cl₂，该同学在实验时发现打开A的分液漏斗活塞后，漏斗中液体未顺利流下，你认为原因可能是：分液漏斗上端活塞未打开．
（2）配平KMnO₄与盐酸反应的化学方程式：
2KMnO₄+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：5
（3）饱和食盐水的作用是吸收Cl₂中的HCl，浓硫酸的作用是吸收Cl₂中的H₂O，装置E的作用是吸收尾气，防止污染空气．
（4）实验时装置D中的现象是湿布条红色褪去，干布条无明显变化．
（5）另一个实验小组的同学认为SO₂和氯水都有漂白性，二者混合后的漂白性肯定会更强．他们将制得的SO₂和Cl₂按1：1同时通入到品红溶液中，结果发现褪色效果并不像想象的那样．请你分析该现象的原因（用化学方程式表示）SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl．
（6）配制450mL物质的量浓度为0.4mol•L^-1NaOH溶液时，主要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒和500mL容量瓶，需用托盘天平称量NaOH的质量是8.0g．

Answer 1

分析 （1）使用分液漏斗时应取下塞子，使分液漏斗内的压强等于大气压强，保证液体顺利流出；
（2）分析元素中化合价变化，依据氧化还原反应得失电子守恒、原子个数守恒配平方程式；
（3）浓盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢和水蒸气，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，氯化氢易溶于水，所以利用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体，减小氯气溶解度，浓硫酸具有吸水性，能够干燥氯气；氯气有毒，直接排放能够引起污染，需要进行尾气处理；
（4）氯气不具有漂白性，次氯酸具有漂白性；
（5）依据氯气与二氧化硫在水溶液中发生氧化还原反应生成盐酸和硫酸结合硫酸和盐酸无漂白性解答；
（6）配制450mL溶液，应选择500ml容量瓶，依据m=CVM计算需要氢氧化钠的质量．

解答 解：（1）使用分液漏斗时应取下塞子，使分液漏斗内的压强等于大气压强，保证液体顺利流出，打开分液漏斗，发现其中的液体不能流下，可能的原因是分液漏斗瓶塞未打开；
故答案为：分液漏斗上端活塞未打开；
（2）反应中高锰酸钾中+7价锰降为氯化锰中+2价，高锰酸钾做氧化剂，氯化氢中-1价氯部分升高为氯气中0价，氯化氢做还原剂，依据得失电子守恒，则氯气系数为5，高锰酸钾系数为2，依据原子个数守恒，反应方程式：2KMnO₄+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8 H₂O；反应中消耗2mol高锰酸钾，则有10mol氯化氢被氧化，所以氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：5；
故答案为：2；16；2；2；5；8；  1：5；
（3）浓盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢和水蒸气，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，氯化氢易溶于水，所以利用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体，减小氯气溶解度，浓硫酸具有吸水性，能够干燥氯气；氯气有毒，直接排放能够引起污染，需要进行尾气处理，氯气能够与氢氧化钠溶液反应，可以用装有氢氧化钠溶液的E吸收过量的氯气；
故答案为：吸收Cl₂中的HCl；吸收Cl₂中的H₂O；吸收尾气，防止污染空气；
（4）氯气不具有漂白性，氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，所以看到干燥的布条不褪色，湿润的布条褪色；
故答案为：干布条不褪色，湿布条褪色；
（5）氯气与二氧化硫在水溶液中发生氧化还原反应生成盐酸和硫酸，化学方程式：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，盐酸和硫酸不具有漂白性，
故答案为：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（6）配制450mL溶液，应选择500mL容量瓶，需称量的NaOH的质量=0.4mol•L^-1×0.5L×40g/mol=8.0g，
故答案为：500 mL容量瓶；8.0 g．

点评 本题考查了氯气的实验室制备和性质的检验，一定物质的量浓度溶液的配制，明确氯气的制备原理和性质是解题关键，题目难度不大．