Question

11．某学习小组围绕氯气设计了一系列实验．
（1）用如图装置A制备氯气．选用的药品为漂粉精固体和浓盐酸，相关的化学方程式为Ca（ClO）₂+4HCl（浓）═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O．
（2）装置B中饱和食盐水的作用是除氯气中的氯化氢；同时装置B也是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象：B中长颈漏斗下端导管中液面会上升，形成水柱．
（3）为检验氯气是否具有漂白性，使氯气依次通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种物质，物质的顺序正确的是D．

	A	B	C	D
Ⅰ	干燥的有色布条	干燥的有色布条	湿润的有色布条	湿润的有色布条
Ⅱ	碱石灰	硅胶	浓硫酸	无水氯化钙
Ⅲ	湿润的有色布条	湿润的有色布条	干燥的有色布条	干燥的有色布条

（4）为了进一步比较氧化性强弱，将一定量氯气通入溴化亚铁溶液后，再加入四氯化碳，振荡，静置，整个过程中肯定能观察到的现象是A．
A．水层显棕黄色       B．水层无色C．四氯化碳层显红棕色           D．四氯化碳层无色
（5）查阅资料后小组发现，氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂，但工业上氧化卤水中的I^-选择了价格并不便宜的亚硝酸钠，排除环境方面的因素，可能的原因是：氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等氧化性太强，还能继续氧化碘单质．
（6）有人提出，工业上为防止污染空气，可用足量的Na₂SO₃溶液吸收余氯，试写出相应的离子方程式：Cl₂+SO₃^2-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺+Cl^-．判断改用NaHSO₃溶液是否可行：否（填“是”或“否”）．

Answer 1

分析 （1）漂粉精固体有效成分为次氯酸钙，具有强的氧化性，能够氧化浓盐酸生成氯气、氯化钙、水；
（2）盐酸易挥发，反应制取的氯气中含有氯化氢，装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl₂中的HCl；装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，发生堵塞时B中的，压强增大，B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱；
（3）验证氯气是否具有漂白性，则先设计湿润的有色物质，再利用干燥剂干燥后与干燥的有色物质混合，注意Ⅱ中干燥剂为固态；
（4）将Cl₂通入溴化亚铁溶液中，由于Fe²⁺的还原性比Br^-的还原性强，所以发生反应有以下顺序：Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-；Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-；所以通入氯气的过程中先生成铁离子，后生成溴，溴溶于四氯化碳，颜色为红褐色．Fe³⁺的不溶于四氯化碳，但溶于水，水溶液是黄色；
（5）氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等氧化性太强，还能继续氧化碘单质；
（6）氯气具有强的氧化性，能够氧化亚硫酸钠，F中可改用足量的NaHSO₃溶液吸收余氯，发生氧化还原反应，可能生成二氧化硫，污染环境．

解答 解：（1）漂粉精固体有效成分为次氯酸钙，次氯酸钙具有强的氧化性，能够氧化浓盐酸生成氯气、氯化钙、水，反应的化学方程式为：Ca（ClO）₂+4HCl（浓）═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O；
故答案：Ca（ClO）₂+4HCl（浓）═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O；
（2）盐酸易挥发，反应制取的氯气中含有氯化氢，装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl₂中的HCl；装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞；C中若发生堵塞，生成的氯气使B中压强增大，则B中长颈漏斗下端导管中液面会上升，形成水柱，
故答案为：除氯气中的氯化氢；B中长颈漏斗下端导管中液面会上升，形成水柱；
（3）验证氯气是否具有漂白性，则先通过I中湿润的有色布条，观察到褪色，再利用II中固体干燥剂（无水氯化钙或硅胶）干燥后，在Ⅲ中放入干燥的有色布条，观察到颜色不褪，则验证氯气不具有漂白性，只有D符合，
故答案为：D；
（4）A．Fe²⁺、Br^-的还原性的强弱为：Fe^2+＞Br^-，当一种氧化剂遇到两种还原性不同的还原剂时先与还原性强的还原剂发生反应，因此通入氯气后先发生Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-；只有当Fe²⁺、反应完成后，再与Br^-反应，而且生成的Fe³⁺不再与溶液中的其他物质发生反应，因此从反应开始自始至终溶液中都有Fe³⁺，溶液始终为黄色，故A正确；
B．根据对A的分析可知水层为黄色，故B错误；
C．根据Fe²⁺、Br^-的还原性的强弱为：Fe^2+＞Br^-，当一种氧化剂遇到两种还原性不同的还原剂时先与还原性强的还原剂发生反应，因此通入氯气后先发生Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-；只有当Fe²⁺、反应完成后，再与Br^-反应Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-；因此刚开始时四氯化碳层是无色的，当有溴生成时四氯化碳层才变为红棕色．故C错误；
D．根据对C的分析，当有溴产生时四氯化碳层就变为红棕色，故D错误；
故答案为：A；
（5）氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等氧化性太强，还能继续氧化碘单质，故工业上氧化卤水中I^-选择了价格并不便宜的亚硝酸钠，
故答案为：氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等氧化性太强，还能继续氧化碘单质；
（6）氯气与亚硫酸钠反应生成硫酸钠和盐酸，离子方程式：Cl₂+SO₃^2-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺+Cl^-，改用足量的NaHSO₃溶液吸收余氯，发生氧化还原反应，反应的离子反应为：4HSO₃^-+Cl₂═SO₄^2-+2Cl^-+3SO₂↑+2H₂O，可能生成二氧化硫，污染环境，则不能用NaHSO₃溶液吸收尾气，
故答案为：Cl₂+SO₃^2-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺+Cl^-；否．

点评 本题考查了氯气实验室制取、氯气化学性质、实验设计、实验装置的理解评价、化学方程式、离子方程式的书写，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力，题目难度中等．