Question

4．實驗小組以二氧化錳和濃鹽酸為反應物，連接裝置A→B→C制取氯水，并探究氯氣和水反應的產(chǎn)物．

（1）A中發(fā)生反應的離子方程式是MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（2）B中得到淺黃綠色的飽和氯水，將所得氯水分三等份，進行的操作、現(xiàn)象、結(jié)論如下：

實驗	實驗操作	現(xiàn)象	結(jié)論
Ⅰ	向氯水中加入碳酸氫鈉粉末	有無色氣泡產(chǎn)生	氯氣與水反應至少產(chǎn)生了一種酸性強于碳酸的物質(zhì)
Ⅱ	向品紅溶液中滴入氯水	溶液褪色	氯氣與水反應的產(chǎn)物有漂白性

①甲同學指出：由實驗Ⅰ得出的結(jié)論不合理，原因是制取的氯水中含有雜質(zhì)HCl（填化學式），也能與碳酸氫鈉反應產(chǎn)生氣泡．應在A、B間連接除雜裝置，請畫出除雜裝置并標出氣體流向和藥品名稱．
②乙同學指出由實驗Ⅱ得出的結(jié)論不合理，原因是實驗未證明Cl₂（填化學式）是否有漂白性．
③丙同學利用正確的實驗裝置發(fā)現(xiàn)氯水中有Cl^-存在，證明氯水中有Cl^-的操作和現(xiàn)象是：取少量氯水于試管中，加入硝酸銀和稀硝酸，若有白色沉淀產(chǎn)生，說明有Cl^-存在．丙同學認為，依據(jù)上述現(xiàn)象和守恒規(guī)律，能推測出氯水中有次氯酸存在．這一推測是否正確，請說明理由不正確，從實驗可知，氯水中含H⁺、Cl^-，即氯氣與水反應生成了H⁺和Cl^-，氯的化合價從零價降低到-1價，必然要有元素化合價升高，H已是最高價，不再升高，一定有其他元素化合價的升高，而氯元素不一定只升高到+1價．
④丁同學利用正確的實驗裝置和操作進行實驗，觀察到實驗現(xiàn)象與實驗Ⅰ、Ⅱ相似，說明氯氣和水反應的產(chǎn)物具有的性質(zhì)是酸性和漂白性．
（3）戊同學將第三份氯水分成兩等份，向其中一份加入等體積的蒸餾水，溶液接近無色．另一份中加入等體積飽和的氯化鈉溶液，溶液為淺黃綠色．對比這兩個實驗現(xiàn)象能說明：加入蒸餾水溶液接近無色，說明c（Cl₂）幾乎降低為零，加入等體積的飽和氯化鈉溶液，溶液還是淺黃綠色，說明氯離子的加入又生成了Cl₂，即氯氣和水的反應是可逆反應，增大氯離子濃度，平衡向反應物方向移動，使Cl₂增多，所以呈現(xiàn)淺綠色．

Answer 1

分析 （1）二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯氣、氯化錳和水；
（2）①濃鹽酸易揮發(fā)，制取的氯氣含有氯化氫，依據(jù)氯化氫能夠與碳酸氫鈉反應生成二氧化碳解得；依據(jù)氯氣和氯化氫在飽和食鹽水中溶解性不同，選擇除雜方法；
②驗證氯氣與水反應的產(chǎn)物具有漂白性應首先排除干燥氯氣的影響，需要進行對比實驗；
③依據(jù)氯離子能夠與銀離子反應生成氯化銀白色沉淀，白色沉淀不溶于硝酸的性質(zhì)檢驗氯離子的存在；根據(jù)元素化合價的升降來判斷丙同學的推斷；
④正確的實驗裝置和操作進行實驗，觀察到實驗現(xiàn)象與實驗Ⅰ、Ⅱ中相似，說明氯水具有漂白性和酸性；
（3）依據(jù)氯氣溶液水，部分與水反應生成氯化氫和次氯酸，存在Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，依據(jù)化學平衡移動影響因素分析解答．

解答 解：（1）二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯氣、氯化錳和水，離子學方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）①濃鹽酸易揮發(fā)，制取的氯氣含有氯化氫，依據(jù)氯化氫能夠與碳酸氫鈉反應生成二氧化碳，也會有無色氣泡產(chǎn)生，對氯水性質(zhì)檢驗造成干擾；
氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大，氯化氫易溶于水，所以可以用盛有飽和食鹽水的洗氣瓶除去氯化氫；
故答案為：HCl；；
②實驗Ⅰ：沒有事先證明干燥的氯氣無漂白性，則不能證明氯氣與水反應的產(chǎn)物是否具有漂白性；
故答案為：Cl₂；
③氯離子能夠與銀離子反應生成氯化銀白色沉淀，白色沉淀不溶于硝酸，所以檢驗氯離子存在的方法：取少量氯水于試管中，加入硝酸銀和稀硝酸，若有白色沉淀產(chǎn)生，說明有Cl^-存在；從實驗可知，氯水中含H⁺、Cl^-，即氯氣與水反應生成了H⁺和Cl^-，氯的化合價從零價降低到-1價，必然要有元素化合價升高，H已是最高價，不再升高，一定有其他元素化合價的升高，而氯元素不一定只升高到+1價；
故答案為：取少量氯水于試管中，加入硝酸銀和稀硝酸，若有白色沉淀產(chǎn)生，說明有Cl^-存在；不正確，從實驗可知，氯水中含H⁺、Cl^-，即氯氣與水反應生成了H⁺和Cl^-，氯的化合價從零價降低到-1價，必然要有元素化合價升高，H已是最高價，不再升高，一定有其他元素化合價的升高，而氯元素不一定只升高到+1價；
④正確的實驗裝置和操作進行實驗，觀察到實驗現(xiàn)象與實驗Ⅰ、Ⅱ中相似，說明氯水具有漂白性和酸性，
故答案為：酸性和漂白性；
（3）氯氣溶液水，部分與水反應生成氯化氫和次氯酸，存在Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，加入蒸餾水溶液接近無色，說明c（Cl₂）幾乎降低為零，加入等體積的飽和氯化鈉溶液，溶液還是淺黃綠色，說明氯離子的加入又生成了Cl₂，即氯氣和水的反應是可逆反應，增大氯離子濃度，平衡向反應物方向移動，使Cl₂增多，所以呈現(xiàn)淺綠色，
故答案為：加入蒸餾水溶液接近無色，說明c（Cl₂）幾乎降低為零，加入等體積的飽和氯化鈉溶液，溶液還是淺黃綠色，說明氯離子的加入又生成了Cl₂，即氯氣和水的反應是可逆反應，增大氯離子濃度，平衡向反應物方向移動，使Cl₂增多，所以呈現(xiàn)淺綠色．

點評 本題考查了實驗室制備氯氣的方法、氯水成分及性質(zhì)的實驗探究，明確氯氣制備原理，氯水成分及性質(zhì)是解題關鍵，注意實驗設計嚴密性，側(cè)重考查學生分析問題解決問題的能力，題目難度中等．