Question

“84消毒液”与硫酸溶液反应可以制取氯气，反应方程式为：NaClO+NaCl+H₂SO₄ Na₂SO₄+Cl₂↑+H₂O． 为探究氯气的性质，某同学设计了如下所示的实验装置
请回答：
（1）从①、②、③装置中选择合适的制气装置（A处）______（填写序号）．
（2）装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能是______，说明该装置存在明显的缺陷，请提出合理的改进的方法______．
（3）为了验证氯气的氧化性，将氯气通Na₂SO₃溶液中，写出氯气与Na₂SO₃溶液反应的离子方程式______．
（4）写出氯气与氢氧化钠溶液反应的化学方程式______，为验证尾气吸收后的溶液中存在氯离子，正确的操作为______．
（5）已知RCH₂COOH和Cl₂在红磷存在时发生取代反应生成RCHClCOOH．现有分子式为C₄H₈O₂的羧酸A，发生如下变化．

E的分子式为C₈H₁₂O₄，E的核磁共振氢谱显示只有一个峰．写出E的结构简式______．

Answer 1

解：（1）由NaClO+NaCl+H₂SO₄ Na₂SO₄+Cl₂↑+H₂O可知，反应有液体参加，需要加热，所以选装置②．
故答案为：②．
（2）装置B中干燥的有色布条褪色，Cl₂中可能混有少量的水蒸气，应在在A和B之间增加盛有浓H₂SO₄的洗气瓶，除去Cl₂中的水蒸气．
故答案为：Cl₂中混有少量的水蒸气；在A和B 之间增加盛有浓H₂SO₄的洗气瓶，除去Cl₂中的水蒸气．
（3）氯气把 SO₃^2-氧化为SO₄^2-，自身被还原为Cl^-，反应离子方程式为SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺．
故答案为：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺．
（4）氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠、水，反应化学方程式为 Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；检验氯离子的操作为：取少量溶液于试管中，先加HNO₃调节pH为酸性，在加AgNO₃溶液，如有白色沉淀生成，证明原溶液中有Cl^-．
故答案为：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；取少量溶液于试管中，先加HNO₃调节pH为酸性，在加AgNO₃溶液，如有白色沉淀生成，证明原溶液中有Cl^-．
（5）由题目信息及转化关系可知，B为C₃H₇ClCOOH，D为C₃H₇（OH）COOH，E的分子式为C₈H₁₂O₄，E为环酯，E的核磁共振氢谱显示只有一个峰，分子中含有4个甲基，故A中含有2个甲基，所以B为C（CH₃）₂ClCOOH，D为C（CH₃）₂（OH）COOH，所以E的结构简式为．
故答案为：．
分析：（1）由NaClO+NaCl+H₂SO₄ Na₂SO₄+Cl₂↑+H₂O可知，反应有液体参加，需要加热，据此判断．
（2）装置B中干燥的有色布条褪色，说明有水参与反应，而水只能来源于气体中，制备的氯气未进行干燥，应除去气体中的水蒸气．
（3）氯气把 SO₃^2-氧化为SO₄^2-，自身被还原为Cl^-．
（4）氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠、水；利用氯离子与银离子生成氯化银白色沉淀检验氯离子．
（5）由题目信息及转化关系可知，B为C₃H₇ClCOOH，D为C₃H₇（OH）COOH，E的分子式为C₈H₁₂O₄，E为环酯，E的核磁共振氢谱显示只有一个峰，分子中含有4个甲基，故A中含有2个甲基，所以B为C（CH₃）₂ClCOOH，D为C（CH₃）₂（OH）COOH．
点评：本题考查学生对实验原理与装置的理解选取与评价、常用化学用语书写、离子具检验与实验方案设计、有机推断、阅读获取信息能力等，难度中等，（4）中结构简式的书写为易错点，根据信息结合转化关系推断物质A的结构特点是关键．