Question

2．利用图1所示实验（部分装置）收集氯气并验证氯气的性质：

（1）A为Cl₂的发生装置．若制取氯气的化学方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，与之对应的A装置（图2）是b（填写装置的序号）．
（2）利用D中的广口瓶收集氯气，试在装置图中完善D装置（将虚线表示的一根或两根导管改为实线，也可都不改）．
（3）写出装置E中反应的离子方程式Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（4）利用D中收集的氯气进行铁与氯气的反应实验：用坩埚钳夹持一束细铁丝，在酒精烧至红热，然后伸入盛有氯气的集气瓶中．
（5）通入氯气一段时间后，洗气瓶B溶液中有一部分SO₃^2-氧化成SO₄^2-，反应的离子方程式为SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺．试设计实验方案，检验洗气瓶B溶液中Cl和SO₄^2-的存在．可供选择的试剂及仪器为：
稀盐酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、Ba（NO₃）₂溶液、AgNO₃溶液、澄清石灰水、试管、胶头滴管．

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量B中溶液于试管Ⅰ中，滴加过量稀盐酸和BaCl2溶液	若产生白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在SO42-
步骤2：另取适量B中溶液于试管Ⅱ中，滴加过量Ba（NO3）2溶液，振荡，静置	产生白色沉淀
步骤3：取步骤2后试管Ⅱ中的上层清液于试管Ⅲ中，滴加稀HNO3和AgNO3溶液．	若产生白色沉淀，则洗气瓶白溶液中存在Cl-

Answer 1

分析 （1）实验室通常用二氧化锰与浓盐酸加热反应制备氯气，依据反应物状态和反应条件选择发生装置；
（2）氯气的密度大于空气的密度，应选择向上排空气法；
（3）氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
（4）依据氯气与铜反应的条件解答；
（5）氯气具有强的氧化性，能够氧化亚硫酸根离子生成硫酸根离子，据此写出反应离子方程式；
检验硫酸根离子应排除亚硫酸根离子的干扰；检验氯离子选用硝酸银，反应生成氯化银不溶于稀硝酸．

解答 解：（1）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，方程式：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，反应为固体+固体加热反应，应选择装置b；
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O； b；
（2）氯气的密度大于空气的密度，应选择向上排空气法，利用D中的广口瓶收集氯气，气体应长进短出，左边改为实线，
故答案为：左边改为实线；
（3）氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应离子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）氯气与铜反应需要加热，所以应将铜丝在酒精烧至红热，
故答案为：在酒精烧至红热；
（5）亚硫酸根离子具有强的还原性能够被氯气氧化生成硫酸根离子，反应的离子方程式为：Cl₂+SO₃^2-+H₂O═SO₄^2-+2H⁺+2Cl^-；
检验洗气瓶B溶液中SO₄^2-的存在，应排除亚硫酸根离子，先加入足量的稀盐酸，然后加入氯化钡溶液，若出现白色沉淀，即含有硫酸根离子；
检验氯离子存在，应排除硫酸根、亚硫酸根离子的干扰，取适量洗气瓶B中溶液于试管Ⅱ中，滴加 过量Ba（NO₃）₂溶液振荡，静置，取上层清液于试管Ⅲ中，滴加硝酸银和稀硝酸，若产生白色沉淀，则洗气瓶B溶液中存在Cl^-；
故答案为：Cl₂+SO₃^2-+H₂O═SO₄^2-+2H⁺+2Cl^-；过量稀盐酸和BaCl₂溶液；稀HNO₃和AgNO₃溶液．

点评 本题为实验题，考查了氯气的制备、氯气性质的检验，明确反应的原理，发生装置选择的依据是解题关键，注意硫酸根、氯离子的检验方法，题目难度中等．