Question

氯氣是一種重要的化工原料，自來(lái)水的消毒、農(nóng)藥的生產(chǎn)、藥物的合成等都需要用到氯氣．工業(yè)上通常采用電解法制氯氣，其反應(yīng)原理為：（用化學(xué)方程式表示）

 

．
某化學(xué)興趣小組欲采用圖1裝置制取氯氣，并探究氯氣的性質(zhì)．

（1）指出圖1裝置中的錯(cuò)誤之處

 

，

 

（2）丙裝置的作用

 

．丙裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

 

．
（3）為了制得干燥純凈的Cl₂，請(qǐng)你結(jié)合圖2將以上裝置重新排序：

 

．
（4）如果實(shí)驗(yàn)室中MnO₂用完了，則下列物質(zhì)可能可以用來(lái)代替MnO₂制Cl₂的是：

 

．
A．NaBiO₃     B．FeCl₃     C．PbO₂     D．Na₂O₂
已知氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篘aBiO₃＞PbO₂＞MnO₂＞Na₂O₂＞FeCl₃
（5）為證明氯氣的強(qiáng)氧化性，有同學(xué)將圖1中的“乙”換成“己”，你認(rèn)為他這樣做對(duì)嗎？

 

．為什么？

 

．

Answer 1

分析：工業(yè)上制取氯氣，是采用電解飽和食鹽水的方法，在陰極上產(chǎn)生的氯離子放電得到氯氣，陽(yáng)極上氫離子放電得到氫氣，電解方程式為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；實(shí)驗(yàn)儀器的使用規(guī)則，圓底燒瓶不能直接加熱，需要墊上石棉網(wǎng)；長(zhǎng)頸漏斗和分液漏斗的區(qū)別，分液漏斗的有一個(gè)旋塞，能控制液體的流量，便于控制反應(yīng)速度，而長(zhǎng)頸漏斗不具有此功能；實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí)有毒的氣體不等直接排到空氣中，會(huì)污染大氣，因此需要有尾氣處理裝置；要得到純凈干燥的氯氣，根據(jù)氯氣中混有氯化氫氣體，先將氣體通入飽和食鹽水，再通入濃硫酸將水除去；根據(jù)氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篘aBiO₃＞PbO₂＞MnO₂＞Na₂O₂＞FeCl₃，二氧化錳能將HCl氧化，故NaBiO₃、PbO₂也能將HCl氧化，將氯水通入紫色石蕊試液中現(xiàn)象是先變紅后退色，退色的原因是次氯酸的氧化作用．

解答：解：工業(yè)史上制取氯氣是采用電解飽和食鹽水的方法得到的在陰極上產(chǎn)生的氯離子放電得到氯氣，陽(yáng)極上氫離子放電得到氫氣，
電解方程式為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2NaCl+2H₂O═2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（1）化學(xué)實(shí)驗(yàn)的解題思路一般為，確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒔M裝實(shí)驗(yàn)裝置、收集氣體、尾氣處理裝置．本題實(shí)驗(yàn)裝置中的燒瓶，是一種不能直接加熱的儀器，對(duì)其進(jìn)行加熱需要墊上石棉網(wǎng)．長(zhǎng)頸漏斗與分液漏斗相比較，分液漏斗上有一個(gè)旋塞，可以控制液體的流量，從而控制反應(yīng)速率，同時(shí)長(zhǎng)頸漏斗沒(méi)有活塞，氣體會(huì)從漏斗中出來(lái)．
故答案為：未用石棉網(wǎng)，用長(zhǎng)頸漏斗而未用分液漏斗；
（2）氯氣有毒多余的氯氣如果直接排放的空氣中，會(huì)污染大氣，因此要將多余的氯氣處理掉，根據(jù)氯氣的性質(zhì)可以用氫氧化鈉將其吸收掉，反應(yīng)方程式為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：吸收多余氯氣，防止環(huán)境污染；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）為了制得干燥純凈的Cl₂，實(shí)驗(yàn)室制取的氯氣中會(huì)混有氯化氫氣體、水蒸氣，利用氯化氫極易溶于水，同時(shí)氯氣在水中的溶解度較小，飽和食鹽水能降低氯氣的溶解度，故除去氯化氫氣體中的氯氣，可以將其通入飽和食鹽水中，達(dá)到除去氯化氫的目的，同時(shí)又帶出一部分水，再通過(guò)盛濃硫酸的洗氣瓶將水除去．這樣收集到純凈干燥的氯氣．多余的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收．
故答案為：甲 戊 丁 乙 丙；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的反應(yīng)原理MnO₂+（濃）4HCl

△   .

Cl₂↑+MnCl₂+2H₂O，二氧化錳的氧化性比氯氣的氧化性強(qiáng)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)而得到氯氣．同時(shí)根據(jù)題中的信息，氧化性強(qiáng)弱為：NaBiO₃＞PbO₂＞MnO₂＞Na₂O₂＞FeCl₃因此NaBiO₃、PbO₂也能將濃鹽酸氧化得到氯氣．
故答案為：AC；
（5）如果將“乙”換成“己”，己中盛有紫色的石蕊試液，將氯氣通入后，對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象為溶液先變紅后退色，變紅是由于氯水中有HCl，有退色是由于新制的氯水中有HClO，HClO的氧化性將其氧化退色，故不能達(dá)到驗(yàn)證氯氣氧化性的目的．
故答案為：不對(duì)；石蕊溶液褪色的是因?yàn)镠ClO的強(qiáng)氧化性而不是Cl₂．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道實(shí)驗(yàn)室制取氣體的題目，要從以下幾個(gè)反面考慮，實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、干燥裝置、性質(zhì)驗(yàn)證裝置、尾氣處理裝置，根據(jù)性質(zhì)選擇收集裝置、尾氣處理裝置、除雜裝置，易出錯(cuò)．