Question

4．某化學興趣小組用圖所示裝置制備干燥純凈的氯氣，并探究氯氣的性質(zhì)．請回答下列問題：
（1）A中盛有濃鹽酸，B中盛有MnO₂，則燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；若用200mL10mol•L^-1的濃鹽酸與足量的二氧化錳固體加熱反應(yīng)（不考慮氯化氫揮發(fā)），則產(chǎn)生氯氣的物質(zhì)的量為小于0.5mol（選填“大于”、“小于”、“等于”）．
（2）興趣小組的同學準備在F中裝入FeCl₂溶液以驗證Cl₂的氧化性，則該反應(yīng)的化學方程式2FeCl₂+3Cl₂=2FeCl₃．
（3）興趣小組同學一致認為氯氣能使?jié)駶櫟募t色布條褪色，但對于使?jié)駶櫟募t色布條褪色的原因看法不一致，為探究原因，特設(shè)計下列實驗．（已知：Cl₂+H₂O?HCl+HClO）

提出假設(shè)	驗證假設(shè)	得出結(jié)論
①能使紅色布條褪色是HCl ②能使紅色布條褪色是HClO ③能使紅色布條褪色是Cl2（寫化學式）	實驗①：把紅色布條伸入稀鹽酸中，紅色布條不褪色． 實驗②：E、F分別裝入A（填標號），干燥的紅色布條不褪色，濕潤的紅色布條褪色． A．干燥的紅色布條、濕潤的紅色布條 B．濕潤的紅色布條、干燥的紅色布條	氯水中的HClO （寫化學式）能使?jié)駶櫟募t色布條褪色．

（4）興趣小組的某同學認為整套實驗裝置還存在一處明顯缺陷，該缺陷是缺乏尾氣處理裝置．

Answer 1

分析 （1）A中盛有濃鹽酸，B中盛有MnO₂，則燒瓶中發(fā)生反應(yīng)是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，濃鹽酸隨反應(yīng)進行濃度變稀后不能繼續(xù)反應(yīng)生成氯氣分析；
（2）F中裝入FeCl₂溶液以驗證Cl₂的氧化性，氯氣和氯化亞鐵反應(yīng)生成氯化鐵；
（3）根據(jù)氯水的成分進行假設(shè)，氯水中含有氯氣、次氯酸、鹽酸和水，然后依次進行假設(shè)；利用對比實驗驗證假設(shè)，根據(jù)實驗現(xiàn)象作出判斷，從而得出結(jié)論；
（4）氯氣有毒，未反應(yīng)的氯氣未進行尾氣處理．

解答 解：（1）二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)的離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O
濃鹽酸中含有HCl：0.2L×10mol/L═2mol
根據(jù)化學方程式：可知在二氧化錳過量的條件下，如果HCl完全反應(yīng)，會生成氯氣0.5mol，但是濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)成為稀鹽酸后將不會反應(yīng)生成氯氣，即生成的氯氣會小于0.5mol，故答案為：小于；隨著反應(yīng)的進行，鹽酸的濃度逐漸減小，稀鹽酸與二氧化錳不再反應(yīng)，故應(yīng)小于0.5mol，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；小于；
（2）在F中裝入FeCl₂溶液以驗證Cl₂的氧化性，則該反應(yīng)的化學方程式為：2FeCl₂+3Cl₂=2FeCl₃，
故答案為：2FeCl₂+3Cl₂=2FeCl₃；
（3）氯氣溶于水發(fā)生反應(yīng)Cl₂+H₂O?HCl+HClO，根據(jù)方程式知，溶液中的成分是氯氣、水、鹽酸和次氯酸，根據(jù)氯水中的成分進行假設(shè)：
①鹽酸使布條褪色；
②HClO使布條褪色；
③氯氣使布條褪色；
把紅色布條伸入稀鹽酸中，紅色布條不褪色，E、F分別裝入干燥的紅色布條、濕潤的紅色布條，干燥的紅色布條不褪色，濕潤的紅色布條褪色，利用對比實驗知，只有加入氯氣和水反應(yīng)生成的次氯酸能使有色布條褪色，從而得出結(jié)論為：次氯酸使有色布條褪色，
故答案為：Cl₂；A；HClO；
（4）氯氣有毒，排放到空氣中污染空氣，缺陷為未反應(yīng)的氯氣未進行尾氣處理，故答案為：缺乏尾氣處理裝置．

點評 本題考查了氯氣的實驗室制法及化學性質(zhì)，難度不大，明確制備的原理和各個裝置的作用是解題關(guān)鍵，氯氣制備和性質(zhì)檢驗是高考熱點，注意知識的積累．