Question

某化学学习小组设计如图实验装置（夹持装置略去）制备氯气并探究氯气的相关性质。D装置为分液漏斗形状，低进高出。

（1）若A装置中固体药品为MnO₂，写出其离子反应方程式_________；若A装置中固体药品为KC1O₃，则反应中每生成1 mol Cl₂时转移电子数目为_______________。

（2）装置B的作用是______和________，若C处发生了堵塞，则B中的现象__________。

（3）装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性，I处是湿润的有色布条，则II、III处应加入的物质分别是___和__________。

（4）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性，但是有同学认为该设计不够严密，他的理由可能是_________，请用化学方程式说明装置F的作用___________________。

（5）甲同学提出，装置F中的试剂可改用足量的Na₂SO₃溶液，乙同学认真思考后认为此方法有可行性，但存在有一定的危险。请用离子方程式解释Na₂SO₃溶液吸收C1₂和存在一定危险的原因______________。

（6）向NaOH溶液中通入一定量的C1₂单质，两者恰好完全反应，生成物中有三种含有Cl元素的离子，其中两种离子ClO^-和C1O₃^-的物质的量与反应时间的曲线如图所示。请写出t₂时刻反应的总化学反应方程式__________________________。

Answer

（1） MnO2+4H++ 2Cl- = Mn2+ +C12↑+2H2O 1.67NA或5NA/3

（2）除去HCl气体 贮存少量C12 长颈漏斗内的液面上升，瓶内液面下降

（3）无水CaC12和干燥的红布条 答P2O5也可，浓H2SO4不行

（4）可能会有C12溶于水中 C12+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

（5） C12+SO32-+H2O=2Cl-+SO42-+2H+ 2H+ +SO32-= H2O+SO2 ↑

（6） 5C12+l0NaOH=7NaCl+2NaClO+ NaC1O3+5H2O

【解析】

试题分析：（1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气，化学方程式为：MnO2+4HCl（浓） MnCl2 +Cl2↑+2H2O，根据离子方程式的书写原则，离子方程式为MnO2+4H++ 2Cl- Mn2+ +C12↑+2H2O；KClO3与浓盐酸反应生成氯气，化学方程式为KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O 转移5e－，所以反应中每生成1 mol Cl2时转移电子数目为1.67NA或5NA/3。

（2）浓盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，氯化氢易溶于水，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，用饱和食盐水可以吸收氯化氢，所以装置B的作用是除去HCl气体和贮存少量C12，若C处发生了堵塞，则B中的现象是长颈漏斗内的液面上升，瓶内液面下降；

（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，Ⅱ中应是干燥剂无水氯化钙，湿润的氯气通过干燥除去水分，通过Ⅲ处干燥的有色布条，布条不褪色。
（4）打开活塞，将装置D中含溴单质的少量溶液加入含碘化钾和苯的装置E中，溴单质和碘化钾反应生成碘单质，当溴水浓度较小时，溶液颜色与氯水相似也呈黄色，氯气具有强氧化性，可能会有C12溶于水中，过量的氯气能够将碘离子氧化成碘单质，该现象不能说明溴的非金属性强于碘；氯气有毒，直接排放容易造成空气污染，则F的作用是吸收氯气，氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的化学方程式为C12+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；

（5）亚硫酸钠溶液中通入氯气反应生成硫酸钠，反应的离子方程式为C12+SO32-+H2O=2Cl-+SO42-+2H+，同时生成的盐酸和亚硫酸钠反应会生成污染气体二氧化硫，反应的离子方程式为2H+ +SO32-= H2O+SO2↑。

（6）根据图像可知，t2时n（ClO-）=0.2mol，n（ClO3-）=0.1mol，所以n（ClO-）/n（ClO3-）=2；
氯气与氢氧化钠反应生成NaCl、NaClO、NaClO3 和水，且n[NaClO]：n[NaClO3 ]=2：1，根据得失电子守恒和原子守恒配平，反应的化学方程式为5C12+l0NaOH=7NaCl+2NaClO+ NaC1O3+5H2O 。

考点：考查氯气的实验室制法，氯气性质的检验、实验装置的设计与评价等知识。