Question

氯气是一种重要的化工原料．
（1）若用溶有7.3g HCl的浓盐酸与足量的MnO₂加热反应制得的Cl₂在标准状况下体积总是小于1.12L，除盐酸挥发外，还因为

 

．
（2）下列方法中，也可制得Cl₂的正确组合是

 

．
①MnO₂、NaCl和浓硫酸混合共热；②浓盐酸与浓硝酸混合；③NaClO和浓盐酸混合；④PbO₂和浓盐酸混合；⑤KClO₃和浓盐酸混合共热；⑥KMnO₄和浓盐酸混合．
A．①④⑤B．①②④⑤C．①③④⑤⑥D．全部可以
（3）某学习小组利用漂白粉与浓硫酸加热也得到了Cl₂，他们用此反应原理设计了如下图所示装置制取氯气并探究其性质．

①甲部分的装置是

 

（填字母）；其中的反应方程式：

 

；
②证明乙装置中FeCl₂发生了氧化反应的实验方法是

 

；
③丙装置中通入少量Cl₂，可制得某种生活中常用的漂白、消毒的物质．已知相同条件下HClO的电离程度大于HCO₃^-，则丙中反应的化学方程式是

 

；
④该实验存在明显的缺陷，改进的方法是

 

．
（4）为测定漂白粉中Ca（ClO）₂的质量分数，该小组将2.0g漂白粉配制成250mL溶液，取出25mL并向其中依次加入过量稀H₂SO₄、过量KI溶液，完全反应后，再滴入0.1mol?L^-1 Na₂S₂O₃溶液：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，共消耗20mL Na₂S₂O₃溶液，则漂白粉中Ca（ClO）₂的质量分数为

 

．

Answer 1

分析：（1）二氧化锰与浓盐酸反应，与稀盐酸不反应；
（2）利用强氧化剂氧化氯离子生成氯气；
（3）①根据反应物状态和反应条件选取反应装置，根据漂白粉与浓硫酸加热也得到了Cl₂信息书写方程式；②用KSCN或NH₄SCN溶液检验三价铁离子的存在若产生红色溶液，证明氯气和氯化亚铁反应生成氯化铁；
③氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸和足量碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸氢钠，次氯酸和碳酸钠反应生成次氯酸钠和碳酸氢钠；
④氯气有毒所以不能直接排空，所以缺少尾气处理装置；
（4）将方程式相加后使次氯酸钙和硫代硫酸钠在同一方程式中，根据次氯酸钙和硫代硫酸钠之间的关系式计算次氯酸钙的质量，然后根据质量分数公式计算即可．

解答：解：（1）浓盐酸与足量MnO₂反应制取Cl₂，反应需要加热，氯化氢易挥发，反应消耗氯化氢，随反应的不断进行浓盐酸的浓度逐渐变稀，稀盐酸不反应不与MnO₂反应，
故答案为：随着反应的进行，盐酸浓度变稀将不再反应；
（2）①MnO₂、NaCl和浓硫酸混合共热发生：2NaCl+H₂SO₄（浓）═Na₂SO₄+2HCl↑，MnO₂+4HCl（浓）═MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，可制得氯气；
②浓盐酸与浓硝酸混合不能反应，无法制得氯气；
③NaClO和浓盐酸混合发生NaClO+2HCl（浓）

△   .

NaCl+Cl₂↑+H₂O，可制得氯气；
④PbO₂和浓盐酸混合PbO₂+4HCl═PbCl₂+2H₂O+Cl₂↑，可制得氯气；
⑤KClO₃和浓盐酸混合共热发生：KClO₃+6HCl（浓）

△   .

KCl+3Cl₂↑+3H₂O，可制得氯气；
⑥KMnO₄和浓盐酸混合发生：2KMnO₄+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，可制得氯气；
故答案为：C；
（3）①该小组利用漂白粉与浓硫酸加热也得到了Cl₂，反应物是固液混合的，反应条件是加热，所以该反应需要的装置是固液混合加热型装置，选C，漂白粉的主要成分为次氯酸钙和氯化钙，在浓硫酸中发生价态归中反应，所以反应为：Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂SO_4（浓）

△   .

2CaSO₄+2Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：C；Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂SO_4（浓）

△   .

2CaSO₄+2Cl₂↑+2H₂O；
②取少量反应后的溶液置于洁净的试管中，向其中滴加KSCN或NH₄SCN溶液，若产生红色溶液，证明生成了Fe³⁺，说明氯气和氯化亚铁反应：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，生成了Fe³⁺，
故答案为：取少量反应后的溶液置于洁净的试管中，向其中滴加KSCN或NH₄SCN溶液，若产生红色溶液，证明生成了Fe³⁺，则FeCl₂与Cl₂发生了氧化还原反应；
③氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸和足量碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸氢钠，次氯酸和碳酸钠反应生成次氯酸钠和碳酸氢钠，所以方程式为Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=NaCl+NaClO+2NaHCO₃，故答案为：Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=NaCl+NaClO+2NaHCO₃；
④氯气是有毒气体所以不能直接排空，故应在丙装置后连接一个盛有NaOH溶液的洗气瓶防止氯气污染空气，
故答案为：在丙装置后连接一个盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶；
（4）将2.0g漂白粉配制成250mL溶液，取出25mL溶液，所以25mL溶液中漂白粉的质量为2.0g×

1

10

=0.2g．
Ca（ClO）₂+4KI+2H₂SO₄=CaCl₂+2K₂SO₄+2H₂O+2I₂ ①2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI②
设次氯酸钠的质量为x．将方程式②×2+①相加得：
Ca（ClO）₂+4KI+2H₂SO₄+4Na₂S₂O₃=CaCl₂+2K₂SO₄+2H₂O+2Na₂S₄O₆+4NaI
143g                     4mol
  x                    0.1mol?L^-1×0.02L                 
x=0.0715g
所以漂白粉中Ca（ClO）₂的质量分数为

0.0715g

0.2g

×100%=35.75%，
故答案为：35.75%．

点评：本题考查氯气的制取原理、实验装置评价与理解、氯气的性质、铁离子检验等，关键是清楚实验的目的与原理．注意用可溶性固体氯化物和浓硫酸代替浓盐酸，原理是利用高沸点的酸制备挥发性酸，生成的硫酸盐应为可溶性盐，能正确找出次氯酸钙和硫代硫酸钠之间的关系式是解（4）题的关键，题目难度中等．