Question

13．氯气是一种重要的化工原料，在工农业生产、生活中有着重要的应用．请你根据所学知识回答下列问题：
Ⅰ．把氯气通入紫色石蕊溶液中，可以观察到的现象是：溶液先变为红色，然后褪色请你解释其中的原因生成盐酸具有酸性、生成HClO具有漂白性．
Ⅱ．某化学兴趣小组计划用氯气和氢氧化钠制取简易消毒液．
（1）其反应原理为：（用化学方程式表示）Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O
（2）实验室配制好4.0mol•L^-1的NaOH溶液，这种溶液0.05  L才能与2.24L氯气（标准状况）恰好完全反应．
（3）配制500mL4.0mol•L^-1NaOH溶液的实验步骤：
a．计算需要氢氧化钠固体的质量．
b．称量氢氧化钠固体．
c．将烧杯中的溶液注入容量瓶，并用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁2～3次，洗涤液也注入容量瓶．
d．用适量蒸馏水溶解称量好的氢氧化钠固体，冷却．
e．盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀．
f．继续向容量瓶中加蒸馏水至刻度线下1cm～2cm时，改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面与刻度线相切．
①所需称量的氢氧化钠固体的质量是80.0g．
②上述步骤的正确操作顺序是a、b、d、c、f、e．
③上述实验需要的仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500mL容量瓶、药匙
④某同学观察液面的情况如图所示，对所配溶液的物质的量浓度有何影响？偏高（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）；
⑤在配制溶液的过程中，下列操作能造成结果偏低的是BD．
A．容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水
B．溶解所用烧杯未洗涤
C．NaOH溶解后，未冷却即进行实验
D．定容后摇匀，发现液面低于刻度线，然后又加水至刻度线．

Answer 1

分析 I．Cl₂溶于水生成少量HCl和HClO，具有酸性和漂白性；
Ⅱ．（1）氯气与NaOH反应生成NaCl、NaClO和水；
（2）由Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O及物质的量计算解答；
（3）①根据500mL4.0mol•L^-1的NaOH溶液中含有的氢氧化钠的物质的量计算出质量，注意托盘天平准确度为0.1g；
②根据配制一定物质的量浓度的溶液的步骤：计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶等进行排序；
③配制溶液的步骤为：计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶等，结合步骤分析使用的仪器；
④根据俯视定容，导致加入的蒸馏水体积偏小进行判断对配制结果的影响；
⑤根据c=$\frac{n}{V}$可得，一定物质的量浓度溶液配制的误差都是由溶质的物质的量n和溶液的体积V引起的，误差分析时，关键要看配制过程中引起n和V怎样的变化，若n比理论值小，或V比理论值大时，都会使所配溶液浓度偏小；若n比理论值大，或V比理论值小时，都会使所配溶液浓度偏大．

解答 解：Ⅰ．Cl₂溶于水生成少量HCl和HClO，使溶液成酸性，紫色石蕊溶液遇酸变为红色，生成的HClO具有漂白性，可使石蕊褪色，则现象为溶液先变为红色，然后褪色，故答案为：溶液先变为红色，然后褪色；生成盐酸具有酸性、生成HClO具有漂白性；
Ⅱ．（1）氯气与NaOH反应生成NaCl、NaClO和水，该反应为Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，故答案为：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（2）n（Cl₂）=$\frac{2.24L}{22.4L•mol{\;}^{-1}}$=0.1mol
由Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O
知n（NaOH）=2n（Cl₂）=2×0.1mol=0.2mol
V（NaOH溶液）=$\frac{0.2mol}{4.0mol•L{\;}^{-1}}$=0.05L，
故答案为：0.05；
（3）①n（NaOH）=0.5L×4.0mol•L^-1=2.0mol，m（NaOH）=2.0mol×40g•mol^-1=80.0g，故答案为：80.0g；
②配制溶液的步骤为：计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶等，则正确的顺序为a、b、d、c、f、e，故答案为：a、b、d、c、f、e；
③由上述实验步骤可知，需要的仪器为托盘天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500mL容量瓶、药匙，故答案为：托盘天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500mL容量瓶、药匙；
④定容时若俯视容量瓶刻度线，会导致加入的蒸馏水体积偏小，根据根据c=$\frac{n}{V}$可得，配制的溶液浓度偏高，
故答案为：偏高；
⑤A．容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水，由于定容还需要加入蒸馏水，所以不影响配制结果，故A错误；
B．溶解所用的烧杯未洗涤，导致配制的溶液中溶质的物质的量偏小，根据c=$\frac{n}{V}$可得，配制的溶液浓度偏低，故B正确；
C．NaOH溶解后，未冷却即进行实验，则导致溶液的体积偏小，根据c=$\frac{n}{V}$可得，配制的溶液浓度偏高，故C错误；
D．定容后摇匀，发现液面低于刻度线，由于刻度线上方有残留的溶液，发现液面低于刻度线，然后又加水至刻度线，则导致溶液的体积偏大，根据c=$\frac{n}{V}$可得，配制的溶液浓度偏低，故D正确；
故选BD．

点评 本题考查氯气的性质及溶液的配制，把握发生的化学反应及溶液配制的步骤为解答的关键，注重基础知识的考查，题目难度不大．