Question

3．某校研究性學(xué)習小組學(xué)習完鹵族元素后，進行了如下實驗探究．

Ⅰ．在實驗室用圖1裝置制取氯酸鉀、次氯酸鈉并探究氯水的性質(zhì)
圖1中：①為氯氣發(fā)生裝置；
②中試管里盛有15mL30%KOH溶液，并置于水浴中；
③中試管里盛有15mL8%NaOH溶液，并置于冰水浴中；
④中試管里加有紫色石蕊試液；
⑤為尾氣吸收裝置．
回答下列問題
（1）制取氯氣時，在燒瓶里加入一定量的二氧化錳，通過分液漏斗（填寫儀器名稱）向燒瓶中加入適量的濃鹽酸．實驗時為了除去氯氣中的氯化氫氣體，可在①與②之間安裝盛有B（填寫編號字母）的凈化裝置．
A．堿石灰 B．飽和食鹽水
C．濃硫酸 D．飽和碳酸氫鈉溶液
（2）比較制取氯酸鉀和次氯酸鈉的條件，二者的差異是堿溶液（或反應(yīng)物）的濃度不同，反應(yīng)溫度不同反應(yīng)完畢經(jīng)冷卻后，②的試管中有大量晶體析出，圖2中符合該晶體溶解度變化規(guī)律的曲線是M（填寫編號字母）；從②的試管中分離出該晶體的方法是過濾（填寫實驗操作名稱）
（3）本實驗中制取次氯酸鈉的離子方程式是Cl₂+2OH^-═ClO^-+Cl^-+H₂O
（4）實驗中可觀察到④的試管里溶液顏色發(fā)生了如下變化，請?zhí)顚懕碇锌瞻祝?br />

實驗現(xiàn)象	原因
溶液從初的紫色逐漸變?yōu)榧t色	氯氣與水反應(yīng)生成的H+使石蕊試液變色
隨后溶液逐漸變?yōu)闊o色	氯氣與水反應(yīng)生成的HClO將石蕊氧化為無色物質(zhì)
然后溶液從無色逐漸變?yōu)辄S綠色	繼續(xù)通入的氯氣溶于水使溶液呈黃綠色

Ⅱ．在實驗室用圖3裝置探究氯氣的性質(zhì)

（5）將硫酸溶液滴入圖3燒杯中，至溶液顯酸性，結(jié)果也有Cl₂生成，該反應(yīng)的離子方程式是Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂+H₂O；
（6）將圖4裝置放置在光亮的地方（日光不直接照射），一段時間后，觀察到量筒內(nèi)壁上有油狀液滴生成，量筒內(nèi)液面上升．油狀液地的成分可能是CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄ （寫分子式）；量筒內(nèi)液面上升的原因是氯化氫極易溶于水，量筒中壓強減小，液面上升．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）實驗室制備氯氣用濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件反應(yīng)，所用反應(yīng)儀器為分液漏斗和圓底燒瓶，可用飽和食鹽水除雜；
（2）在加熱條件下，氯氣與濃KOH溶液反應(yīng)生成氯酸鉀，在常溫以下，氯氣與稀NaOH溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉，溶質(zhì)的溶解度隨溫度的降低而降低；
（3）氯氣在常溫下與NaOH反應(yīng)生成次氯酸鈉和氯化鈉；
（4）氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，反應(yīng)生成的H⁺使石蕊變成紅色，次氯酸具有強氧化性，將石蕊氧化為無色物質(zhì)，所以反應(yīng)現(xiàn)象為先變紅，后褪色，反應(yīng)后如繼續(xù)通入氯氣，氯氣微溶于水，則為氯氣的溶液，溶液呈黃綠色；
Ⅱ．（5）圖3燒杯中是氫氧化鈉溶液吸收氯氣生成氯化鈉和次氯酸鈉，至溶液顯酸性時，次氯酸根氧化氯離子生成Cl₂；
（6）甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成氯化氫和一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，其中油狀液體為二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，氯化氫極易溶于水，量筒中壓強減小，液面上升；

解答 解：Ⅰ．（1）實驗室制備氯氣用濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件反應(yīng)，所用反應(yīng)儀器為分液漏斗和圓底燒瓶，生成氯氣混有HCl氣體，根據(jù)氯氣難溶于飽和氯化鈉溶液，HCl易溶于水，可用飽和食鹽水除雜，
故答案為：分液漏斗；B；
（2）根據(jù)題中信息可知，在加熱條件下，氯氣與濃KOH溶液反應(yīng)生成氯酸鉀，在常溫以下，氯氣與稀NaOH溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉，二者反應(yīng)的濃度和溫度都不相同，反應(yīng)完畢經(jīng)冷卻后，②的試管中有大量晶體析出，說明溶質(zhì)的溶解度隨溫度的降低而降低，只有M符合，不溶性固體與液體的分離常采用過濾的方法，
故答案為：堿溶液（或反應(yīng)物）的濃度不同，反應(yīng)溫度不同；M；過濾；
（3）氯氣在常溫下與NaOH反應(yīng)生成次氯酸鈉和氯化鈉，二者在水中溶解且電離，反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2OH^-═ClO^-+Cl^-+H₂O，
故答案為為：Cl₂+2OH^-═ClO^-+Cl^-+H₂O；
（4）氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，反應(yīng)生成的H⁺使石蕊變成紅色，次氯酸具有強氧化性，將石蕊氧化為無色物質(zhì)，所以反應(yīng)現(xiàn)象為先變紅，后褪色，反應(yīng)后如繼續(xù)通入氯氣，氯氣微溶于水，則為氯氣的溶液，溶液呈黃綠色，
故答案為：

實驗現(xiàn)象	原因
紅
	氯氣與水反應(yīng)生成的HClO將石蕊氧化為無色物質(zhì)
黃綠	繼續(xù)通入的氯氣溶于水使溶液呈黃綠色

；
Ⅱ．（5）圖3燒杯中是氫氧化鈉溶液吸收氯氣生成氯化鈉和次氯酸鈉，至溶液顯酸性時，次氯酸根氧化氯離子生成Cl₂，反應(yīng)的離子方程式為Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂+H₂O，
故答案為：Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂+H₂O；
（6）甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成氯化氫和一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，其中油狀液體為CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄ ，氯化氫極易溶于水，量筒中壓強減小，液面上升，
故答案為：CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄ ；氯化氫極易溶于水，量筒中壓強減小，液面上升．

點評 本題考查對裝置的分析評價、物質(zhì)的分離提純、對實驗現(xiàn)象的分析等知識點，試題難度中等，該類試題綜合性強，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和規(guī)范嚴謹?shù)膶嶒炘O(shè)計能力；該類試題主要是以常見儀器的選用、實驗基本操作為中心，重點考查實驗基本操作的規(guī)范性和準確及靈活運用知識解決實際問題的能力．