Question

某研究性学习小组设计以图1装置制取氯气，并以氯气为原料进行特定反应．分析并回答下列问题：

（1）装置A中，b 为电池的

 

（填“正”或“负”）极．
（2）实验开始时，先让氯气和水蒸气充满装有炭粉的装置C，再点燃C处的酒精灯，装置C中发生氧化还原反应，生成CO₂和HCl（g），则反应的化学方程式为：

 

．
（3）要将装置B接入装置A和C之间，正确的连接顺序是：c→

 

→

 

→f
（4）实验结束后，将装置B试管中的氯水倒入已检查完好的分液漏斗中，然后再注入10mL CCl₄，盖好玻璃塞，振荡，静置于铁架台上（如图2），等分层后取上层液和下层液，呈黄绿色的是

 

（填“上层液”或“下层液”）．
（5）D装置的作用

 

；若装置A中产生的氯气恰好能与100mL 4mol/L的NaOH溶液完全反应，则此时A中Pt电极（阴极）增加的质量为

 

g．

Answer 1

分析：（1）电解池中氯离子在阳极失电子生成氯气；
（2）氯气和水蒸气与C反应生成CO₂和HCl（g）；
（3）氯气通入水中带出水蒸气进入C中与碳反应；
（4）四氯化碳的密度比水大，氯气易溶于有机溶剂；
（5）氯气是有毒的气体，要进行尾气处理；根据电解方程式，结合氯气与氢氧化钠的反应计算．

解答：解：（1）电解池中氯离子在阳极失电子生成氯气，装置A中c为氯气是出口，所以氯气在与b相连的电极阳极上生成，则b为原电池的正极；
故答案为：正；
（2）在加热条件下，氯气和水蒸气与C反应生成CO₂和HCl（g），其反应的方程式为：2Cl₂+C+2H₂O

△   .

4HCl+CO₂；
故答案为：2Cl₂+C+2H₂O

△   .

4HCl+CO₂；
（3）氯气通入水中带出水蒸气进入C中与碳反应，所以氯气从e进入水，带出水蒸气，从d导管口出来，进入C装置，所以将装置B接入装置A和C之间，正确的连接顺序是：c→e→d→f；
故答案为：e d；
（4）氯水倒入分液漏斗中，然后再注入10mL CCl₄，盖好玻璃塞，振荡，静置于铁架台上，由于四氯化碳的密度比水大，四氯化碳在下层，氯气易溶于四氯化碳，所以呈黄绿色的是下层液；
故答案为：下层液；
（5）氯气是有毒的气体，实验中要用氢氧化钠溶液进行尾气处理，防止污染空气；A中的电解方程式为：CuCl₂

通电  .

Cu+Cl₂↑，氯气恰好能与100mL 4mol/L的NaOH溶液完全反应，去反应方程式为：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，则n（Cl₂）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×0.1L×4mol/L=0.2mol，由电解方程式可知n（Cu）=n（Cl₂）=0.2mol，所以m（Cu）=0.2mol×64g/mol=12.8g；
故答案为：吸收尾气，防止污染空气；12.8．

点评：本题考查了电解法制备氯气的实验原理、碳与水蒸气氯气的反应、尾气处理等，题目涉及的知识点较多，侧重于考查学生的实验能力和综合应用所学知识解决问题的能力，题目难度中等．