Question

2．某學生應用如圖所示的裝置來研究物質的性質，其中氣體X的主要成分是氯氣，雜質是空氣和水蒸氣．回答下列問題：

（1）該項研究（實驗）的主要目的是比較干燥C1₂與濕潤C1₂誰有漂白性（或探究C1₂與水反應）．
（2）濃H₂SO₄的作用是吸收氣體X中的水（干燥氯氣），與研究目的直接相關的實驗現(xiàn)象是B中的布條不褪色，C中的布條褪色
（3）該實驗裝置設計上存在的缺陷為沒有尾氣處理裝置，造成環(huán)境污染，在上圖的D處畫出能克服該缺陷的裝置．寫出該裝置發(fā)生的反應方程式Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．
（4）實驗室保存飽和氯水的方法是在陰涼處置于棕色試劑瓶中密封保存．
（5）將石蕊試液滴到新制氯水中的現(xiàn)象石蕊試液先變紅后褪色，原因是氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，鹽酸具有酸性可使石蕊變紅，次氯酸具有漂白性，則可使變紅后溶液褪色．
（6）漂白粉在空氣中久置失效的原因（用化學方程式表示）Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+2HClO、2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl+O₂↑．
（7）用滴管將新制的飽和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中，當?shù)蔚阶詈笠坏问羌t色突然褪去，產生上述現(xiàn)象的原因可能有兩種第一種是由于氯氣與NaOH溶液反應生成兩種鹽，堿性減弱；第二種是由于過量氯氣生成的HClO的漂白性將溶液變成無色．簡述怎樣用實驗證明紅色褪去的原因是第一種還是第二種：向無色溶液中再滴加NaOH溶液，若不再出現(xiàn)紅色，應為原因②，若再出現(xiàn)紅色，則為原因①．

Answer 1

分析 本實驗的目的是探究氯氣具有漂白性的條件下，干燥氯氣不具有漂白性，氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，次氯酸具有漂白性，氯氣有毒，應進行尾氣處理，不能隨意排放到空氣中，一般用NaOH溶液吸收氯氣．
（1）該實驗通過觀察干燥氯氣與濕氯氣分別對有色布條的漂白作用，來研究干燥的氯氣有沒有漂白性；
（2）濃硫酸具有吸水性，吸收氣體X中的水（干燥氯氣）；干燥氯氣不具有漂白性，B中的布條不褪色，氯氣與水反應生成氯化氫和次氯酸，次氯酸具有漂白性，C中的布條褪色；
（3）氯氣有毒，應進行尾氣處理，不能隨意排放到空氣中，一般用NaOH溶液吸收多余的氯氣；D處為尾氣處理裝置；
（4）氯水中含有HClO，見光易分解，應避光保存；
（5）氯氣與水反應生成氯化氫和次氯酸，氯化氫電離生成氫離子，次氯酸具有漂白性；
（6）漂白粉在空氣中久置失效，先發(fā)生與二氧化碳、水的反應生成碳酸鈣和HClO，然后HClO分解；
（7）酚酞遇堿變紅，利用NaOH與酸的反應及次氯酸的性質來分析；利用繼續(xù)滴加堿的方法來設計實驗，若紅色恢復說明酸堿中和使堿減少，若紅色不恢復，則說明是次氯酸的作用．

解答 解：（1）本實驗為對比實驗，將氯氣分別于干燥布條和濕潤布條進行比較，不難看出實驗目的是探究氯氣具有漂白性的條件，
故答案為：比較干燥C1₂與濕潤C1₂誰有漂白性（或探究C1₂與水反應）；
（2）濃硫酸具有吸水性，常用作干燥劑，本試驗中濃硫酸起到吸收氣體X中的水的作用，干燥氯氣不具有漂白性，氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，次氯酸具有漂白性，B中的布條不褪色，C中的布條褪色，
故答案為：吸收氣體X中的水（干燥氯氣）； B中的布條不褪色，C中的布條褪色；
（3）氯氣有毒，應進行尾氣處理，不能隨意排放到空氣中，可用堿溶液來吸收，方程式為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，裝置圖為：，
故答案為：沒有尾氣處理裝置，造成環(huán)境污染；；Cl₂+2NaOH=NaClO+NaCl+H₂O．
（4）氯水是液體，應用細口瓶盛裝；氯水中HClO光照易分解，所以應用棕色瓶盛放可裝在棕色瓶中保存在陰涼、黑暗處，
故答案為：在陰涼處置于棕色試劑瓶中密封保存；
（5）氯氣與水反應，發(fā)生Cl₂+H₂O=HCl+HClO，新制飽和氯水中含有氯元素的物質為HCl、HClO、Cl₂，氯化氫電離生成氫離子使溶液顯酸性，次氯酸具有漂白性，所以溶液先變紅色，后褪色，
故答案為：石蕊試液先變紅后褪色；氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，鹽酸具有酸性可使石蕊變紅，次氯酸具有漂白性，則可使變紅后溶液褪色；
（6）漂白粉在空氣中久置失效，先發(fā)生與二氧化碳、水的反應生成碳酸鈣和HClO，然后HClO分解，發(fā)生的反應為Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+2HClO、2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl+O₂↑，故答案為：Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+2HClO、2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl+O₂↑；
（7）氫氧化鈉酚酞溶液呈紅色，向其中加入新制氯水，紅色褪去，原因可能為：①NaOH被氯水中的酸性物質中和，氯氣與NaOH溶液反應生成兩種鹽，堿性減弱，紅色褪去，②酚酞被強氧化劑HClO氧化而破壞；證明褪色的原因向所得溶液中再滴入幾滴NaOH溶液，若不再出現(xiàn)紅色，應為原因②，若再出現(xiàn)紅色，則為原因①，
故答案為：①氯氣與NaOH溶液反應生成兩種鹽，堿性減弱；②過量氯氣生成的HClO的漂白性將溶液變成無色，向無色溶液中再滴加NaOH溶液，若不再出現(xiàn)紅色，應為原因②，若再出現(xiàn)紅色，則為原因．

點評 本題考查氯氣的漂白性的探究實驗，注意氯氣沒有漂白性，氯水的漂白性是溶液中次氯酸的表現(xiàn)的性質，（7）明確堿遇酚酞變紅及氯水的成分、各成分的性質是解答本題的關鍵，題目難度中等．