Question

工业上将纯净干燥的氯气通入到物质的量浓度为0.375mol/LNaOH溶液中得到漂水．某同学想在实验室探究Cl₂性质并模拟制备漂水，如图是部分实验装置．已知KMnO₄与盐酸溶液反应可以制取Cl₂．

（1）配制物质的量浓度为0.375mol/LNaOH溶液时，主要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒和______．
（2）浓硫酸的作用是______．
（3）装置E中发生化学反应的离子方程式为______．
（4）装置B中饱和NaCl溶液可用于除去Cl₂中的HCl气体，已知氯气与水的反应是一个可逆反应，请简述饱和NaCl溶液除去Cl₂中HCl气体的原理（用离子方程式表示和文字说明）______．
（5）实验时装置D中湿润的红色纸条褪色，干燥部分没有褪色，放置一段时间后，纸条全部褪色．该同学认为Cl₂的密度比空气大，可能是试管下部Cl₂的浓度大于试管上部Cl₂的浓度所导致的．请判断该解释是否合理______，并分析产生上述实验现象的原因______；如需改进，请简述设计方案______（若认为合理．则此问可不作答）．
（6）氯元素含量为10%的漂水溶液355g，其中含NaClO的物质的量为______mol．

Answer 1

解：（1）配制一定物质的量浓度的溶液使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒和容量瓶，
故答案为：容量瓶；
（2）因浓硫酸具有吸水性，且不与氯气反应，则装置C中浓硫酸的作用为干燥氯气，故答案为：干燥氯气；
（3）未参加反应的氯气不能排放在环境中，则装置E为吸收尾气的装置，其离子反应为Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）氯气溶于水发生Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，而HCl溶于水电离出的H⁺和饱和NaCl溶液中的Cl^-都会对反应Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO起到抑制作用，则可利用饱和NaCl溶液除去Cl₂中HCl气体，
故答案为：HCl溶于水电离出的H⁺和饱和NaCl溶液中的Cl^-都会对反应Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO起到抑制作用；
（5）因氯气不能使红色物质褪色，HClO使有色的物质褪色，且一段时间后水分子能运动到干燥的红色纸条中，则实验不合理，可设计实验室将湿润的红色纸条与干燥的纸条分离，则设计为取一塑料板将干燥的红色纸条和湿润的红色纸条分别贴在塑料板两侧，将该装置放入装置D中或将氯气先通入装有干燥的红色纸条的试管，再通入装有湿润的红色纸条的试管中，
故答案为：不合理；实验进行中Cl₂与湿润红色纸条中的水反应生成HClO使湿润的红色纸条褪色，干燥部分没有HClO，所以纸条不褪色，放置一段时间，由于水分子运动会导致整个纸条湿润而褪色；取一塑料板将干燥的红色纸条和湿润的红色纸条分别贴在塑料板两侧，将该装置放入装置D中或将氯气先通入装有干燥的红色纸条的试管，再通入装有湿润的红色纸条的试管中；
（6）氯元素含量为10%的漂水溶液355g，则m（Cl）=×10%=35.5g，n（Cl）==1mol，
由Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O可知，
n（Cl）=n（NaCl）+n（NaClO），则n（NaClO）==0.5mol，故答案为：0.5．
分析：（1）根据溶液配制中用到的仪器来分析；
（2）浓硫酸具有吸水性，可用来干燥气体；
（3）氯气有毒，不能排放在环境中，用NaOH溶液吸收；
（4）根据离子的浓度来分析平衡移动；
（5）根据氯气不能使红色物质褪色，HClO使有色的物质褪色及水分子的运动来分析；
（6）氯元素含量为10%的漂水溶液355g，则m（Cl）=35.5g，n（Cl）=1mol，再利用n（Cl）=n（NaCl）+n（NaClO）及Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O来分析．
点评：本题考查氯气的制取实验装置及氯气的性质，明确装置的作用及装置中发生的化学反应即可解答，难度不大，利用反应来分析问题是学生在解答中易忽视的地方．