Question

氯氣用途廣泛，某中學(xué)化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了制備氯氣并進(jìn)行一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)的裝置（夾持設(shè)備已略）．

（1）制備氯氣選用藥品為：漂白粉固體和濃鹽酸，相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：

 

．
（2）仔細(xì)觀察裝置B，該裝置B的作用為

 

．
（3）裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，為此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入：

 

．（選填字母序號(hào)）

	a	b	c	d
Ⅰ	干燥的有色布條	干燥的有色布條	濕潤(rùn)的有色布條	濕潤(rùn)的有色布條
Ⅱ	堿石灰	硅膠	濃硫酸	無(wú)水氯化鈣
Ⅲ	濕潤(rùn)的有色布條	濕潤(rùn)的有色布條	干燥的有色布條	干燥的有色布條

（4）設(shè)計(jì)裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性．當(dāng)向D中緩緩?fù)ㄈ胱懔柯葰鈺r(shí)，可以看到無(wú)色溶液逐漸變?yōu)榧t棕色，說(shuō)明氯的非金屬性大于溴．打開活塞，將裝置D中少量溶液加入裝置E中，振蕩．觀察到的現(xiàn)象是

 

．但該現(xiàn)象不能說(shuō)明溴的非金屬性強(qiáng)于碘，原因是

 

．
（5）氯氣可用于自來(lái)水消毒，現(xiàn)已逐步被二氧化氯替代．ClO₂不穩(wěn)定，可與NaOH溶液、H₂O₂反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定的亞氯酸鈉．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
用ClO₂處理的自來(lái)水中會(huì)殘留ClO₂，可用FeCl₂將其還原．現(xiàn)用V L（已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況）ClO₂處理一定量自來(lái)水，再加入a mol FeCl₂可將殘留的ClO₂恰好除去．則該自來(lái)水中殘留ClO₂的物質(zhì)的質(zhì)量為

 

g．
（6）某同學(xué)自己制備了漂白粉，他將制備產(chǎn)物溶于水，再加入酚酞后顯紅色，一會(huì)又變成無(wú)色，該同學(xué)據(jù)此判斷，自己制備的漂白粉成分為Ca（OH）₂、Ca（ClO）₂．興趣小組認(rèn)為該同學(xué)的判斷不正確，原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）次氯酸鈣具有強(qiáng)的氧化性，能夠氧化鹽酸，依據(jù)化合價(jià)升級(jí)數(shù)目相同配平方程式；
（2）反應(yīng)生成物中含有雜質(zhì)氯化氫、水蒸氣；裝置B亦是安全瓶，監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)C中是否發(fā)生堵塞，發(fā)生堵塞時(shí)B中的，壓強(qiáng)增大，B中長(zhǎng)頸漏斗中液面上升，形成水柱；
（3）為了驗(yàn)證氯氣是否具有漂白性，要驗(yàn)證干燥氯氣無(wú)漂白性，濕潤(rùn)的有色布條中，氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸具有漂白性；
（4）氯氣氧化性強(qiáng)于溴，能夠置換溴，溴氧化性強(qiáng)于碘，能夠置換碘，氯氣的氧化性強(qiáng)于碘，能夠置換碘，結(jié)合碘在有機(jī)物中溶解性及顏色解答；
（5）ClO₂與NaOH溶液、H₂O₂反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定的亞鋁酸鈉（NaClO₂）過(guò)程中，Cl的化合價(jià)從+4價(jià)降為+3價(jià)，所以雙氧水是還原劑，產(chǎn)物中含有氧氣，氧元素的化合價(jià)從-1價(jià)降為-2價(jià)，依據(jù)得失電子守恒配平方程式；
根據(jù)元素化合價(jià)變化結(jié)合得失電子守恒來(lái)計(jì)算；
（6）考慮次氯酸鈣的水解反應(yīng)及水解產(chǎn)物的性質(zhì)；

解答： 解：（1）漂白粉固體和濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、氯氣和水，化學(xué)方程式為：Ca（ClO）₂+4HCl（濃）═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：Ca（ClO）₂+4HCl（濃）═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O；
（2）反應(yīng)過(guò)程中氯化氫和水蒸氣是氯氣中的雜質(zhì)，裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl₂中的HCl；裝置B亦是安全瓶，監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)C中是否發(fā)生堵塞，發(fā)生堵塞時(shí)B中的，壓強(qiáng)增大，B中長(zhǎng)頸漏斗中液面上升，形成水柱；
故答案為：除去Cl₂中的HCl 和安全瓶；
（3）裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，驗(yàn)證氯氣是否具有漂白性，要驗(yàn)證干燥氯氣無(wú)漂白性，濕潤(rùn)的有色布條中，氯氣和水反應(yīng)生成次氯酸具有漂白性，選項(xiàng)中abc的Ⅱ中都是干燥劑，再通入濕潤(rùn)的有色布條不能驗(yàn)證氯氣的漂白性，所以C中I、II、III依次放入濕潤(rùn)的有色布條、無(wú)水氯化鈣、干燥的有色布條，所以選d；
故答案為：d；
（4）依據(jù)氯氣和溴化鈉反應(yīng)生成溴單質(zhì)，液體溴單質(zhì)和碘化鉀溶液中的碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)易溶于苯，顯紫紅色，苯密度小于水，不溶于水，溶液分層；
過(guò)量的Cl₂也可將I^-氧化為I₂，所以通過(guò)E中溶液分為兩層，上層（苯層）為紫紅色，不能說(shuō)明溴的氧化性強(qiáng)于碘；
故答案為：E中溶液分為兩層，上層（苯層）為紫紅色；過(guò)量的Cl₂也可將I^-氧化為I₂；
（5）ClO₂與NaOH溶液、H₂O₂反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定的亞鋁酸鈉（NaClO₂）過(guò)程中，Cl的化合價(jià)從+4價(jià)降為+3價(jià)，所以雙氧水是還原劑，產(chǎn)物中含有氧氣，氧元素的化合價(jià)從-1價(jià)降為-2價(jià)，依據(jù)得失電子守恒、原子個(gè)數(shù)守恒得方程式為：2ClO₂+2NaOH+H₂O₂=2NaClO₂+O₂↑+2H₂O；
根據(jù)ClO₂能被FeCl₂還原為Cl^-，Cl元素化合價(jià)降低了5價(jià)，F(xiàn)eCl₂被氧化為FeCl₃，F(xiàn)e元素化合價(jià)升高了1價(jià)，設(shè)：該自來(lái)水中殘留ClO₂的物質(zhì)的量為x，
根據(jù)電子守恒，則a（3-2）=5x，解得x=0.2amol，ClO₂的質(zhì)量m=nM=0.2amol×67.5g/mol=13.5ag；
故答案為：2ClO₂+2NaOH+H₂O₂=2NaClO₂+O₂↑+2H₂O；13.5a；
（6）考慮次氯酸鈣的水解反應(yīng)及水解產(chǎn)物的性質(zhì)，次氯酸鈣屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液因水解反應(yīng)呈堿性，加入酚酞后呈紅色，水解另一產(chǎn)物次氯酸具有漂白性，使溶液變成無(wú)色，漂白粉成分是Ca（OH）₂、Ca（ClO）₂．
故答案為：次氯酸鈣屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液因水解反應(yīng)呈堿性，加入酚酞后呈紅色，水解另一產(chǎn)物次氯酸具有漂白性，使溶液變成無(wú)色，故不能確定含有Ca（OH）₂．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了氯氣的制備和性質(zhì)，明確制備的原理和氯氣的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，注意氧化還原方程式的書寫及相關(guān)計(jì)算，題目難度中等．