Question

（2012?天津模拟）某校化学兴趣小组的同学分别对氯气和氯水的性质进行探究．
I． 如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置（部分夹持设备已略）．

（1）制备氯气选用的药品为二氧化锰和浓盐酸，A中的化学反应方程式为：

MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

．
（2）装置B中饱和食盐水的作用是

除去Cl₂中的HCl

；同时装置B还能监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象

B中长颈漏斗中液面上升

．
（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处最好依次放入

②、④、①

．（填序号）①干燥的有色布条  ②湿润的有色布条  ③碱石灰  ④无水氯化钙  ⑤浓硫酸
（4）当向D中缓缓通入一定量氯气时，D中溶液逐渐变为

黄

色；再打开D装置活塞，将装置D中少量溶液滴入锥形瓶E中，振荡，观察到的现象是

E中溶液分为两层，上层（苯层）为紫色

．
（5）有人提出，装置F中可改用足量的饱和NaHSO₃溶液吸收余氯，请判断是否可行

否

（填“是”或“否”），理由是（用离子反应方程式表示）：

4HSO₃^-+Cl₂=SO₄^2-+2Cl^-+3SO₂+2H₂O

．
II．同学们将纯净的氯气通入适量水中，即制得氯水，将氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液中时发现溶液红色褪去，对红色褪去的原因提出两种假设：
假设①：Cl₂与水反应生成有强氧化性的HClO，HClO有漂白作用，使红色褪去；
假设②：

可能是H⁺与OH^-中和，导致溶液褪色

．
请设计实验验证假设①和假设②哪个正确？（写出操作、现象及结论）

取少量褪色溶液于试管中，滴加酚酞显红色，假设①正确（或取少量褪色溶液于试管中，加入适量NaOH溶液显红色，假设②正确）

．

Answer 1

分析：（1）依据实验室制取氯气的试剂和反应产物书写化学方程式；
（2）反应生成物中含有杂质氯化氢、水蒸气；结合实验装置分析回答问题，装置中气体压强变化分析；
（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黄色；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，碘单质溶解于苯中，振荡分层，苯层在上层；
（5）氯气具有强氧化性，在溶液中将HSO₃^-氧化SO₄^2-同时生成Cl^-、H⁺，H⁺与HSO₃^-反应生成SO₂；
（6）氯气能与水发生化学反应生成盐酸和次氯酸（HClO），溶液红色褪去，可能盐酸与氢氧化钠溶液会发生中和反应；也可能次氯酸具有强氧化性，可将某些有色物质氧化成无色物质；
取（1）中溶液红色褪色后的无色溶液1～2mL于试管中，然后滴加酚酞，若溶液由无色变成红色，证明中溶液红色褪去的原因是①；若溶液仍然为无色，证明（1）中溶液红色褪去的原因是②；

解答：解：I． （1）制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸，加热反应的化学反应方程式为：MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）反应过程中氯化氢和水蒸气是氯气中的杂质，装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl₂中的HCl；装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，发生堵塞时B中的，压强增大，B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱；
故答案为：除去Cl₂中的HCl；B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱；
（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②、④、①，故答案为：②、④、①；
（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：溶液从无色变化为黄色；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，碘单质溶于苯呈紫红色，振荡．观察到的现象是：E中溶液分为两层，上层（苯层）为紫红色；故答案为：黄；E中溶液分为两层，上层（苯层）为紫红色；
若改用NaHSO₃，会发生反应4HSO₃^-+Cl₂=SO₄^2-+2Cl^-+3SO₂↑+2H₂O，生成二氧化硫气体．
（5）若改用NaHSO₃，会发生反应4HSO₃^-+Cl₂=SO₄^2-+2Cl^-+3SO₂↑+2H₂O，生成二氧化硫气体，二氧化硫污染环境，故不可行．
故答案为：否；4HSO₃^-+Cl₂=SO₄^2-+2Cl^-+3SO₂+2H₂O；
II．（1）由题意分析，原因可能有两个：盐酸或次氯酸的作用的结果，一种可能是：溶液中的红色物质被氯水中的次氯酸氧化褪色；另一种可能是：氯水中的盐酸、次氯酸中和了氢氧化钠，使溶液由碱性转变成了中性甚至酸性，酚酞试液中性或酸性溶液中显无色，故答案为：可能是H⁺与OH^-中和，导致溶液褪色；
取（1）中溶液红色褪色后的无色溶液1～2mL于试管中，然后滴加酚酞，若溶液由无色变成红色，证明中溶液红色褪去的原因是①；若溶液仍然为无色，证明（1）中溶液红色褪去的原因是②；故答案为：取少量褪色溶液于试管中，滴加酚酞显红色，假设①正确（或取少量褪色溶液于试管中，加入适量NaOH溶液显红色，假设②正确）；

点评：本题考查了如何探究物质的性质和变化规律，了解酸碱指示剂及其性质，学会猜想和实验验证的方法．