Question

4．工业上将纯净干燥的氯气通入到物质的量浓度为0.375mol/L的NaOH溶液中得到漂水．某同学在实验室利用下述实验装置探究Cl₂性质并模拟制备漂水．

（1）配制470mL物质的量浓度为0.375mol/L的NaOH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．
（2）浓硫酸的作用是干燥氯气．
（3）装置E中发生反应的离子方程式为Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（4）装置B中饱和NaCl溶液可用于除去Cl₂中的HCl气体，已知氯气与水的反应是一个可逆反应，请简述用饱和NaCl溶液除去Cl₂中HCl气体的原理（用离子方程式表示，并配必要的文字说明）HCl溶于水电离出的H⁺和饱和NaCl溶液中的Cl^- 都会对反应Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO 起到抑制作用
、．
（5）实验时装置D中湿润的红色纸条褪色，干燥部分没有褪色，放置一段时间后，纸条全部褪色．该同学认为Cl₂的密度比空气大，可能是试管下部Cl₂的浓度大于试管上部Cl₂的浓度所导致的．请判断该解释是否合理，并分析产生上述实验现象的原因不合理；实验进行中Cl₂与湿润红色纸条中的水反应生成HClO使湿润的红色纸条褪色，干燥部分没有HClO，所以纸条不褪色；放置一段时间，由于烧杯中的水蒸气过来或纸条下端的水分子运动导致纸条上端湿润而褪色．
（6）如果制得氯元素含量为10%的漂水溶液35.5g，那么其中含NaClO的物质的量为0.05mol．

Answer 1

分析 探究Cl₂性质并模拟制备漂水流程：A装置：浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气2KMnO₄+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，当含氯化氢的氯气通过饱和食盐水时，氯化氢溶解在其中，氯气几乎不溶，B装置：用饱和食盐水，除去氯气中的氯化氢杂质；浓硫酸具有吸水性，且不与氯气反应，装置C：浓硫酸的作用为干燥氯气，装置D：干燥氯气不能使有色布条褪色，干燥的红色布条看不到明显现象，湿润的红色纸条褪色，是因为氯气和水反应生成具有漂白性的HClO，氯气都有毒，会污染空气，装置E：吸收尾气．
（1）根据溶液配制中用到的仪器来分析，配制470mL溶液，应选择500mL容量瓶；
（2）浓硫酸具有吸水性，可用来干燥气体；
（3）氯气有毒，不能排放在环境中，用NaOH溶液吸收；
（4）根据离子的浓度来分析平衡移动；
（5）根据氯气不能使红色物质褪色，HClO使有色的物质褪色及水分子的运动来分析；
（6）氯元素含量为10%的漂水溶液35.5g，则m（Cl）=3.55g，n（Cl）=0.1mol，再利用n（Cl）=n（NaCl）+n（NaClO）及Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O来分析．

解答 解：（1）配制一定物质的量浓度的溶液使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒和容量瓶，配制470mL溶液，应选择500mL容量瓶，
故答案为：500mL容量瓶；
（2）因浓硫酸具有吸水性，且不与氯气反应，则装置C中浓硫酸的作用为干燥氯气，
故答案为：干燥氯气；
（3）未参加反应的氯气不能排放在环境中，则装置E为吸收尾气的装置，其离子反应为Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）氯气溶于水发生Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，而HCl溶于水电离出的H⁺和饱和NaCl溶液中的Cl^-都会对反应Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO起到抑制作用，则可利用饱和NaCl溶液除去Cl₂中HCl气体，
故答案为：HCl溶于水电离出的H⁺和饱和NaCl溶液中的Cl^-都会对反应Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO起到抑制作用；
（5）因氯气不能使红色物质褪色，HClO使有色的物质褪色，且一段时间后水分子能运动到干燥的红色纸条中，则实验不合理，可设计实验室将湿润的红色纸条与干燥的纸条分离，如设计为取一塑料板将干燥的红色纸条和湿润的红色纸条分别贴在塑料板两侧，将该装置放入装置D中或将氯气先通入装有干燥的红色纸条的试管，再通入装有湿润的红色纸条的试管中，
故答案为：不合理；实验进行中Cl₂与湿润红色纸条中的水反应生成HClO使湿润的红色纸条褪色，干燥部分没有HClO，所以纸条不褪色；放置一段时间，由于烧杯中的水蒸气过来或纸条下端的水分子运动导致纸条上端湿润而褪色；
（6）氯元素含量为10%的漂水溶液35.5g，则m（Cl）=×10%=3.55g，n（Cl）=$\frac{3.55g}{35.5g/mol}$=0.1mol，由Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O可知，n（Cl）=n（NaCl）+n（NaClO），则n（NaClO）=$\frac{0.1mol}{2}$=0.05mol，
故答案为：0.05．．

点评 本题考查氯气的制取实验装置及氯气的性质，明确装置的作用及装置中发生的化学反应即可解答，题目难度中等，利用反应来分析问题是学生在解答中易忽视的地方，注意计算中量的关系为解答的易错点．