4.某化學興趣小組用圖所示裝置制備干燥純凈的氯氣,并探究氯氣的性質.請回答下列問題:
(1)A中盛有濃鹽酸,B中盛有MnO2,則燒瓶中發(fā)生反應的離子方程式MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O;若用200mL10mol•L-1的濃鹽酸與足量的二氧化錳固體加熱反應(不考慮氯化氫揮發(fā)),則產(chǎn)生氯氣的物質的量為小于0.5mol(選填“大于”、“小于”、“等于”).
(2)興趣小組的同學準備在F中裝入FeCl2溶液以驗證Cl2的氧化性,則該反應的化學方程式2FeCl2+3Cl2=2FeCl3
(3)興趣小組同學一致認為氯氣能使?jié)駶櫟募t色布條褪色,但對于使?jié)駶櫟募t色布條褪色的原因看法不一致,為探究原因,特設計下列實驗.(已知:Cl2+H2O?HCl+HClO)
提出假設驗證假設得出結論
①能使紅色布條褪色是HCl
②能使紅色布條褪色是HClO
③能使紅色布條褪色是Cl2(寫化學式)
實驗①:把紅色布條伸入稀鹽酸中,紅色布條不褪色.
實驗②:E、F分別裝入A(填標號),干燥的紅色布條不褪色,濕潤的紅色布條褪色.
A.干燥的紅色布條、濕潤的紅色布條
B.濕潤的紅色布條、干燥的紅色布條

氯水中的HClO
(寫化學式)能使?jié)駶櫟募t色布條褪色.
(4)興趣小組的某同學認為整套實驗裝置還存在一處明顯缺陷,該缺陷是缺乏尾氣處理裝置.

分析 (1)A中盛有濃鹽酸,B中盛有MnO2,則燒瓶中發(fā)生反應是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成氯化錳、氯氣和水,濃鹽酸隨反應進行濃度變稀后不能繼續(xù)反應生成氯氣分析;
(2)F中裝入FeCl2溶液以驗證Cl2的氧化性,氯氣和氯化亞鐵反應生成氯化鐵;
(3)根據(jù)氯水的成分進行假設,氯水中含有氯氣、次氯酸、鹽酸和水,然后依次進行假設;利用對比實驗驗證假設,根據(jù)實驗現(xiàn)象作出判斷,從而得出結論;
(4)氯氣有毒,未反應的氯氣未進行尾氣處理.

解答 解:(1)二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成氯化錳、氯氣和水,反應的離子方程式為:MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O
濃鹽酸中含有HCl:0.2L×10mol/L═2mol
根據(jù)化學方程式:可知在二氧化錳過量的條件下,如果HCl完全反應,會生成氯氣0.5mol,但是濃鹽酸與二氧化錳反應成為稀鹽酸后將不會反應生成氯氣,即生成的氯氣會小于0.5mol,故答案為:小于;隨著反應的進行,鹽酸的濃度逐漸減小,稀鹽酸與二氧化錳不再反應,故應小于0.5mol,
故答案為:MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O;小于;
(2)在F中裝入FeCl2溶液以驗證Cl2的氧化性,則該反應的化學方程式為:2FeCl2+3Cl2=2FeCl3,
故答案為:2FeCl2+3Cl2=2FeCl3
(3)氯氣溶于水發(fā)生反應Cl2+H2O?HCl+HClO,根據(jù)方程式知,溶液中的成分是氯氣、水、鹽酸和次氯酸,根據(jù)氯水中的成分進行假設:
①鹽酸使布條褪色;
②HClO使布條褪色;
③氯氣使布條褪色;
把紅色布條伸入稀鹽酸中,紅色布條不褪色,E、F分別裝入干燥的紅色布條、濕潤的紅色布條,干燥的紅色布條不褪色,濕潤的紅色布條褪色,利用對比實驗知,只有加入氯氣和水反應生成的次氯酸能使有色布條褪色,從而得出結論為:次氯酸使有色布條褪色,
故答案為:Cl2;A;HClO;
(4)氯氣有毒,排放到空氣中污染空氣,缺陷為未反應的氯氣未進行尾氣處理,故答案為:缺乏尾氣處理裝置.

點評 本題考查了氯氣的實驗室制法及化學性質,難度不大,明確制備的原理和各個裝置的作用是解題關鍵,氯氣制備和性質檢驗是高考熱點,注意知識的積累.

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