Question

8．如圖1是某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)制取氯氣并以氯氣為反應(yīng)物進(jìn)行特定反應(yīng)的裝置

（1）要將C裝置接入B和D之間，正確的接法是：a→c→b→d．
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始先點(diǎn)燃A處的酒精燈，打開(kāi)活塞K，讓Cl₂充滿(mǎn)整個(gè)裝置，再點(diǎn)燃D處的酒精燈．Cl₂通過(guò)C裝置后進(jìn)入D，D裝置內(nèi)盛有炭粉，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成CO₂和HCl（g），發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl₂+C+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂．為了使C裝置發(fā)揮更好的作用，可向燒杯中加入濃硫酸，加入濃硫酸的作用是加入的濃硫酸溶于水放出大量的熱，有利于試管中的水變?yōu)樗�蒸氣，從而提供足量的水蒸氣供D中反應(yīng)需要．
（3）D處反應(yīng)完畢后，關(guān)閉彈簧夾K，移去兩個(gè)酒精燈，由于余熱的作用，A處仍有少量Cl₂產(chǎn)生，此時(shí)B中的現(xiàn)象是瓶中液面下降，長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面上升，B的作用是貯存少量Cl₂，避免Cl₂對(duì)環(huán)境造成污染．
（4）若將圖1中D、E裝置換為如圖2所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到如下現(xiàn)象：D裝置中：溶液變紅；
E裝置中：水層溶液變黃，振蕩后，CCl₄層無(wú)明顯變化．請(qǐng)根據(jù)現(xiàn)象分析判斷Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镃l₂＞Br₂＞Fe³⁺．更換此裝置后，存在一處明顯的不足，請(qǐng)指出：缺少尾氣處理裝置．

Answer 1

分析 （1）分析裝置D中反應(yīng)，反應(yīng)物有C、Cl₂，生成物有CO₂、HCl，顯然反應(yīng)物中缺少O、H兩種元素，C的作用的提供水蒸氣，連接方式應(yīng)選擇能讓Cl₂帶走更多水蒸氣的方式，氣體通過(guò)盛有水的試管時(shí)應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出；
（2）根據(jù)反應(yīng)物和生成物，結(jié)合質(zhì)量守恒定律書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；利用濃硫酸溶于水放熱的性質(zhì)分析；
（3）關(guān)閉旋塞K，B中的氣體逐漸增多，壓強(qiáng)增大，B能貯存氣體；
（4）依據(jù)氧化性強(qiáng)的能夠制備氧化性弱的結(jié)合D、E中的現(xiàn)象判斷三種物質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱順序，氯氣有毒，尾氣直接排放到空氣中能引起環(huán)境污染．

解答 解：（1）由裝置圖判斷判斷，氣體由B流經(jīng)C進(jìn)入到D中反應(yīng)，氣體通過(guò)盛有水的試管時(shí)應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出，否則不能通過(guò)C裝置，
故答案為：c，b；
（2）由題意知反應(yīng)為Cl₂、C、H₂O，生成物為HCl和CO₂，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl₂+C+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂，C為提供水蒸氣的裝置，加入的濃硫酸溶于水放出大量的熱，有利于試管中的水變?yōu)樗�蒸氣�?br />故答案為：2Cl₂+C+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂；加入的濃硫酸溶于水放出大量的熱，有利于試管中的水變?yōu)樗�蒸氣，從而提供足量的水蒸氣供D中反應(yīng)需要； 
（3）關(guān)閉旋塞K，移去兩個(gè)酒精燈，由于余熱的作用，A處仍有少量Cl₂產(chǎn)生，B中的氣體逐漸增多，壓強(qiáng)增大，則導(dǎo)致瓶中液面下降，長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面上升，氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，B具有貯存少量氯氣，并能防止空氣污染，
故答案為：瓶中液面下降，長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面上升；貯存少量Cl₂，避免Cl₂對(duì)環(huán)境造成污染；
（4）依據(jù)D裝置中：溶液變紅；E裝置中：水層溶液變黃，振蕩后，CCl₄層無(wú)明顯變化，可知氯氣少量只氧化二價(jià)鐵離子，可知溴離子的還原性弱于二價(jià)鐵離子，則溴單質(zhì)的氧化性強(qiáng)于三價(jià)鐵離子，氯氣的氧化性強(qiáng)于溴，所以Cl₂、Br₂、Fe³⁺的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋篊l₂＞Br₂＞Fe³⁺；氯氣有毒，尾氣直接排放到空氣中能引起環(huán)境污染，所以缺少尾氣處理裝置；
故答案為：Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺；缺少尾氣處理裝置．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氯氣的制備及性質(zhì)的檢驗(yàn)，明確氯氣制備原理及化學(xué)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，注意氧化還原反應(yīng)強(qiáng)弱規(guī)律及判斷方法，題目難度中等．