Question

【题目】氯气在工业上有着重要的用途，某兴趣小组在实验室中模拟工业上用氯气制备无水氯化铝(无水AlCl3遇潮湿空气即产生大量白雾)，可用下列装置制备。

(1) 装置B中盛放__________溶液，其作用是_________；F中的是______溶液，其作用是_____________。

(2)装置A实验开始前，应先_________，接下来的操作依次是_____________(填序号)。

A．往烧瓶中加入MnO2粉末 B．加热 C．往烧瓶中加入浓盐酸

(3)该小组同学查资料得知：将氯酸钾固体和浓盐酸混合也能生成氯气，同时有大量ClO2生成；ClO2沸点为10℃，熔点为﹣59℃，液体为红色；Cl2沸点为﹣34℃，液态为黄绿色。

①设计最简单的实验验证Cl2中含有ClO2：收集一试管气体，盖上胶塞，放入冰水混合物中，若____________，则说明Cl2中含有ClO2 。

②将过硫酸钠(Na2S2O8)液加入亚氯酸钠(NaClO2)中可制备ClO2，NaClO2中Cl元素的化合价是___________，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。

③将ClO2通入MnSO4溶液，溶液中可检测到Cl-，同时有黑色MnO2沉淀生成。该反应的离子方程式为： ___________。

Answer 1

【答案】饱和食盐水 除去氯化氢气体 浓硫酸 防止G中的水蒸气进入E中 检查装置气密性 ACB 气体颜色变浅，出现红色液体 +3 1：2 2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl-

【解析】

（1）根据实验装置图可知，该实验中用浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，氯气中有氯化氢、水等杂质，先用饱和食盐水除氯化氢，再用浓硫酸干燥，氯气与铝反应制得氯化铝，反应的尾气中有氯气用氢氧化钠吸收，为防止氯化铝与氢氧化钠溶液中的水蒸汽反应，所以在收集装置和尾气吸收装置之间加一干燥装置F。

（2）装置A实验开始前，应先检查装置气密性，装置A实验中用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气，应先加二氧化锰，再从分液漏斗中加入浓盐酸，再加热，所以操作顺序为ACB。

（3）①根据ClO2沸点为10℃，熔点为﹣59℃，液体为红色；Cl2沸点为﹣34℃，液态为黄绿色，为验证Cl2中含有ClO2，收集一试管气体，盖上胶塞，放入冰水混合物中，若气体颜色变浅，出现红色液体，则说明Cl2中含有ClO2。

②NaClO2中Na显+1价，O显-2价，根据化合价代数和零，Cl元素的化合价是+3，根据信息可知，Cl由+3升高为+4，化合价升高1，则过硫酸钠作氧化剂，过硫酸钠中，含有一个过氧根，两个氧原子各显-1价，其余氧原子显-2价，硫元素显+6价，氧元素由-1价降低为-2价，化合价共降低2，根据得失电子守恒可知，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2。

③ClO2与MnSO4发生反应生成氯离子和二氧化锰，根据得失电子守恒配平，结合元素守恒可知，还有水参与反应，生成物还有氢离子，离子方程式为：2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl-。

（1）根据所给的装置图可知，装置A是实验室利用浓盐酸与二氧化锰反应制备氯气，制得的氯气中含有氯化氢和水等杂质，所以B装置中应装饱和食盐水是为了除去混有的HCl气体；因为氯化铝易发生水解，故F应该防止水蒸气进入E装置，所以E装置中应放浓硫酸，而G是吸收反应剩余的氯气，故答案为：饱和食盐水；除去氯化氢气体；浓硫酸；防止G中的水蒸气进入E中。

（2）装置A实验开始前，应先检查装置气密性，装置A实验中用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气，应先加二氧化锰，再从分液漏斗中加入浓盐酸，再加热，所以操作顺序为ACB，故答案为：检查装置气密性；ACB。

（3）①根据ClO2沸点为10℃，熔点为﹣59℃，液体为红色；Cl2沸点为﹣34℃，液态为黄绿色，为验证Cl2中含有ClO2，收集一试管气体，盖上胶塞，放入冰水混合物中，若气体颜色变浅，出现红色液体，则说明Cl2中含有ClO2，故答案为：气体颜色变浅，出现红色液体。

②NaClO2中Na显+1价，O显-2价，根据化合价代数和零，Cl元素的化合价是+3，根据信息可知，Cl由+3升高为+4，化合价升高1，则过硫酸钠作氧化剂，过硫酸钠中，含有一个过氧根，两个氧原子各显-1价，其余氧原子显-2价，硫元素显+6价，氧元素由-1价降低为-2价，化合价共降低2，根据得失电子守恒可知，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2，故答案为：+3； 1：2。

③ClO2与MnSO4发生反应生成氯离子和二氧化锰，根据得失电子守恒配平，结合元素守恒可知，还有水参与反应，生成物还有氢离子，离子方程式为：2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl-，故答案为：2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl-。