Question

【题目】某化学学习小组设计下图实验装置(夹带装置略去)制备Cl2，并探究氯气的相关性质。

已知: 硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶液在工业上可作脱氯剂。

(1)若A装置中固体药品为KMnO4，产生标况下3.36L氯气时，被氧化的HCl的物质的量为___。

(2)装置B的作用是_____________。

(3)装置C的作用是探究氯气与Na2S溶液反应。反应开始后，观察到C中产生黄色沉淀。写出该反应的化学方程式_____________。

(4)装置D的作用是验证氯气是否具有漂白性，I处是湿润的有色布条，则II、III处应加入的物质分别是__________、____________。

【探究与反思】

按图中设计装置进行实验，甲同学观察到C中先产生黄色沉淀。但是长时间通入氯气后，溶液又变澄清，该同学思考后设计如下实验检验C中生成物的成分。

实验操作步骤:

①取少量原Na2S溶液于小试管中，滴加BaCl2溶液，无明显现象；

②取少量反应后C中澄清溶液于小试管中，滴加过量的盐酸，无气泡冒出，再滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀。

(5)该同学根据实验现象得出结论:装置C 中生成的含硫元素的物质是______ (填化学式)。推测过量的氯气与Na2S溶液反应的离子方程式为________________。

(6)请用离子方程式说明装置E的作用______________。

(7)乙同学认真思考后认为装置E中的试剂不合理。请用离子方程式和必要的文字解释原因:________________________________。

Answer 1

【答案】 0.30 mol 除去氯气中的氯化氢，平衡压强 Cl2+Na2S==2NaCl+S↓ 无水氧化钙(或硅胶或P2O5) 干燥的有色布条 Na2SO4 S2-+ 4Cl2 + 4H2O=SO42- + 8Cl-+ 8H+ S2O32- + 4Cl2 + 5H2O=2SO42- + 8Cl-+ 10H+ 因为吸收氯气后，溶液中产生大量的H+，与足量的Na2S2O3发生反应S2O32-+2H+=S ↓+SO2 ↑+H2O，产生有毒气体，污染空气。

【解析】(1)若A装置中固体药品为KMnO4，和盐酸反应的化学方程式为：2KMnO4+16HCl=2KCl+ 2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，反应生成标况下3.36L氯气时，即0.15molCl2，转移电子0.3mol，则被氧化的HCl的物质的量为0.3mol，故答案为：0.3mol；

(2)反应生成物中含有杂质氯化氢、水蒸气，所以饱和食盐水吸收氯化氢气体；长颈漏斗中液面变化情况，来平衡压强，故答案为：除去氯气中的氯化氢，平衡压强；

(3)装置C的作用是探究氯气与Na2S溶液反应。反应开始后，观察到C中产生黄色沉淀，为S沉淀，反应的化学方程式为Cl2+Na2S==2NaCl+S↓，故答案为：Cl2+Na2S==2NaCl+S↓；

(4)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，验证氯气是否具有漂白性，要验证干燥氯气无漂白性，湿润的有色布条中，氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性，选项中abc的Ⅱ中都是干燥剂，再通入湿润的有色布条不能验证氯气的漂白性，所以C中I、II、III依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙(硅胶、P2O5)，干燥的有色布条，故答案为：无水氯化钙(硅胶、P2O5)；干燥的有色布条；

(5)装置C中滴加过量的盐酸，无气泡冒出，再滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明生成了硫酸根离子，即生成的含硫元素的物质为硫酸钠，因此过量的氯气与Na2S溶液反应的离子方程式为S2-+4Cl2+4H2O=SO42-+8Cl-+8H+，故答案为：Na2SO4；S2-+4Cl2+4H2O=SO42-+8Cl-+8H+；

(6) 硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶液在工业上可作脱氯剂，说明硫代硫酸钠具有还原性，可以吸收多余的氯气，反应的离子方程式为S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+，故答案为：S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+；

(7)吸收氯气后，溶液中产生大量的H+，与足量的Na2S2O3发生反应S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O，产生有毒气体，污染空气，因此装置E中的试剂不合理，故答案为：因为吸收氯气后，溶液中产生大量的H+，与足量的Na2S2O3发生反应S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O，产生有毒气体，污染空气。