Question

氯气是一种重要的化工原料．大量用于制造盐酸、有机溶剂和杀菌消毒剂等．
（1）工业上通过氯碱工业制备氯气，其化学方程式为

 

．
（2）实验室常温下可用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气，同时生成Mn²⁺等，反应的离子方程式为

 

．
（3）资料显示：Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂SO₄

△   .

2CaSO₄+2Cl₂↑+2H₂O，某学习小组利用此反应原理设计如图所示装置制取氯气并探究其性质．

①该实验中，甲部分的装置是

 

（填字母）；
②乙装置中发生反应的离子方程式是

 

；选择合适的试剂证明该反应已发生的实验方法和现象是

 

．
③丙装置中通入少量氯气可制取日常生活中常用的漂白、消毒剂，则丙中发生反应的化学方程式是

 

．
④该实验存在明显缺陷，改进的方法是

 

．
（4）为测定漂白粉中Ca（ClO）₂的质量分数，该小组将1.0g漂白粉配制成500mL溶液，取出50mL并向其中依次加入过量稀H₂SO₄、过量KI溶液，完全反应后，在滴入0.1mol/L Na₂S₂O₃溶液（发生反应：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI），共消耗20mL Na₂S₂O₃，则漂白粉中Ca（ClO）₂的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：氯、溴、碘的性质实验

专题：实验题

分析：（1）电解饱和食盐水可以得到氢氧化钠、氯气和氢气；
（2）在酸性条件下，MnO₄^-被还原成Mn²⁺，用高锰酸钾跟浓盐酸反应在室温下制氯气，依据电荷守恒和原子守恒配平写出离子方程式；
（3）①根据反应物状态和反应条件选取反应装置；
②氯气能将亚铁离子氧化为铁离子，可用KSCN溶液检验铁离子的存在；
③氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸和足量碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸氢钠，次氯酸和碳酸钠反应生成次氯酸钠和碳酸氢钠；
④氯气有毒所以不能直接排空，所以缺少尾气处理装置．
（4）将方程式相加后使次氯酸钙和硫代硫酸钠在同一方程式中，根据次氯酸钙和硫代硫酸钠之间的关系式计算次氯酸钙的质量，然后根据质量分数公式计算即可．

解答： 解：（1）电解饱和食盐水可以得到氢氧化钠、氯气和氢气，反应为：2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，故答案为：2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（2）在酸性条件下，MnO₄^-被还原成Mn²⁺，用高锰酸钾跟浓盐酸反应在室温下制氯气，依据电荷守恒和原子守恒配平写出离子方程式为：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（3）①根据该反应知，反应物是固液混合的，反应条件是加热，所以该反应需要的装置是固液混合加热型装置，故答案为：A；
②氯气能将亚铁离子氧化为铁离子，Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-，可用KSCN溶液检验是否生成铁离子，方法是取少量反应后的溶液置于洁净的试管中，向其中滴加KSCN溶液，若产生红色溶液，证明生成了Fe³⁺，则FeCl₂与Cl₂发生了氧化还原反应，
故答案为：Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-；取溶液少许于试管中滴加硫氰化钾溶液，溶液呈现血红色则证明该反应发生；
③氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸和足量碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸氢钠，次氯酸和碳酸钠反应生成次氯酸钠和碳酸氢钠，所以方程式为Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=NaCl+NaClO+2NaHCO₃，
故答案为：Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O═NaCl+NaClO+2NaHCO₃；
④氯气是有毒气体所以不能直接排空，故应在丙装置后连接一个盛有NaOH溶液的洗气瓶防止氯气污染空气，故答案为：在丙装置后连接一个盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶；
（4）将1.0g漂白粉配制成500mL溶液，取出50mL溶液，所以25mL溶液中漂白粉的质量为1.0g×

1

10

=0.1g．
Ca（ClO）₂+4KI+2H₂SO₄=CaCl₂+2K₂SO₄+2H₂O+2I_{2 ①}
2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI②
设次氯酸钠的质量为x．
将方程式②×2+①相加得：
Ca（ClO）₂+4KI+2H₂SO₄+4Na₂S₂O₃=CaCl₂+2K₂SO₄+2H₂O+2Na₂S₄O₆+4NaI
143g                                4mol
  x                                 0.1mol?L^-1×0.02L
x=0.0715g
所以漂白粉中Ca（ClO）₂的质量分数为

0.0715g

0.1g

×100%=71.5%，故答案为：71.5%．

点评：本题考查了氯气的性质，为高频考点，侧重于学生的分析、实验能力的考查，难度不大，注意把握实验的方法和操作注意事项，结合物质的性质解答该题．