Question

如图是某同学设计的制备少量氯气并进行系列实验的装置（夹持及加热仪器已略）．

（1）若装置A中制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸，请写出装置A中的化学反应方程式：

 

；实验室也可用高锰酸钾制氯气：2KMnO₄+16HCl（浓）=5Cl₂↑+2MnCl₂+2KCl+8H₂O该反应中的氧化剂是

 

，若消耗0.2mol氧化剂，则被氧化的还原剂的物质的量是

 

mol；
（2）装置B中饱和食盐水的作用是

 

；
（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中I、II、III依次放入

 

；

	a	b	c	d
I	干燥的有色布条	干燥的有色布条	湿润的有色布条	湿润的有色布条
II	碱石灰	硅胶	碱石灰	无水氯化钙
III	湿润的有色布条	湿润的有色布条	干燥的有色布条	干燥的有色布条

（4）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱．当向D中缓缓通入少量氯气时，可以看到D中无色溶液逐渐变为

 

色，若打开D装置的活塞，使D中溶液滴入E装置，振荡锥形瓶后静置一会儿，可以观察到的现象是

 

；
（5）装置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯，试写出相应的离子方程式

 

．

Answer 1

分析：（1）固体二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水；
根据反应物中所含元素化合价的变化判断，高锰酸钾中Mn元素化合价由+7价降到+2价，被还原，高锰酸钾为氧化剂，结合化合价的变化以及反应的方程式可计算转移电子的数目；
（2）A中制取的氯气含有挥发出来的氯化氢气体，用饱和食盐水可以吸收氯化氢气体；
（3）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；
（4）当向D中缓缓通入少量氯气时，氯气和溴化钠反应生成溴单质，可以看到无色溶液逐渐变为橙黄色；说明氯气氧化性强于溴单质；打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，生成的溴单质和碘化钾反应生成碘单质，碘单质溶解于四氯化碳中，振荡分层，四氯化碳层在下层；
（5）装置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯反应的化学方程式是氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠、水．

解答：解：（1）固体二氧化锰和浓盐酸反应的化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；在反应2KMnO₄+16HCl（浓）=5Cl₂↑+2MnCl₂+2KCl+8H₂O中Mn元素化合价由+7价降到+2价，被还原，高锰酸钾为氧化剂，Cl元素化合价由-1价升高到0价，被氧化，HCl为还原剂，依据氧化剂、还原剂得失电子守恒消耗2molKMnO₄，有10molHCl被氧化，则消耗0.2mol氧化剂，则被氧化的还原剂的物质的量是1mol，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；KMnO₄；1；
（2）装置B中饱和食盐水的作用是除去氯气中的氯化氢，故答案为：除去Cl₂中的HCl；
（3）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、干燥的有色布条，所以选d，故答案为：d；
（4）D中是溴化钠，当向D中缓缓通入少量氯气时，氯气和溴化钠反应生成溴单质，可以看到无色溶液逐渐变为黄，所以现象为：溶液从无色变化为橙黄色：氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物，说明氯气的氧化性强于溴；打开活塞，将装置D中含溴单质的少量溶液加入焓碘化钾和苯的装置E中，溴单质和碘化钾反应生成碘单质，碘单质溶于四氯化碳呈紫红色，振荡．观察到的现象是：E中溶液分为两层，下层（四氯化碳层）为紫红色；
故答案为：橙黄；E中液体分为两层，下层（CCl₄层）为紫红色；
（5）装置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯反应，离子方程式为：2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案为：2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O．

点评：本题以氯气的制取及性质检验为载体综合考查实验的相关知识，注意化学方程式的书写，得失电子守恒在氧化还原反应的相关计算中的应用，题目难度中等．