Question

15．某小組探究Cl₂的制備方法和相關(guān)性質(zhì)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)．請回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)室用裝置A制備C1₂的化學(xué)方程式為4HCl（濃）+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）①實(shí)驗(yàn)室在沒有濃鹽酸情況下，常用濃硫酸、食鹽和二氧化錳在加熱條件下制取氯氣，則氧化劑與還原劑的質(zhì)量之比為29：39．
②某研究性學(xué)習(xí)小組在查閱相關(guān)資料時(shí)發(fā)現(xiàn)二氧化錳與濃硫酸在加熱條件下可產(chǎn)生O₂和MnS0₄，其反應(yīng)方程式為2Mn0₂+2H₂SO₄（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnSO₄+O₂↑+2H₂0．
③選用如圖所示裝置（裝置可重復(fù)使用）和適當(dāng)試劑，依次驗(yàn)證氯水的酸性、漂白性和氧化性，并證明制備C1₂時(shí)生成了O₂．


供選試劑：MnO₂、濃硫酸、食鹽、飽和食鹽水、紫色石蕊試液、酚酞試液、KBr溶液和CCl₄的混合液、堿石灰、蒸餾水．將所用裝置或儀器的序號按連接順序由上至下依次填入下表，并寫出該儀器中應(yīng)加試劑的名稱或化學(xué)式．

選用的儀器	加入的試劑
A	二氧化錳、濃硫酸、食鹽
B	飽和食鹽水
B	KBr溶液和CCl4的混合液
D

④證明有氧氣生成的操作及現(xiàn)象是將D收集的氣體用帶火星的木條檢驗(yàn)，如果帶火星的木條復(fù)燃，則證明是氧氣．
⑤實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，振蕩盛有KBr溶液和CCl₄的混合溶液的洗氣瓶，現(xiàn)象為溶液分層，上層無色，下層為橙色．

Answer 1

分析 （1）二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水；
（2）①常用濃硫酸、食鹽和二氧化錳在加熱條件下制取氯氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+3H₂SO₄（濃）+MnO₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaHSO₄+MnSO₄+Cl₂↑+2H₂O，據(jù)此解答；
②信息給出濃硫酸能與二氧化錳反應(yīng)生成氧氣，反應(yīng)方程式可根據(jù)電子守恒、原子守恒寫出；
③實(shí)驗(yàn)的組裝順序一般是：發(fā)生裝置、洗氣裝置、檢驗(yàn)裝置、尾氣處理裝置等，所以該實(shí)驗(yàn)的流程為：A裝置產(chǎn)生氯氣→飽和食鹽水除去混有的氯化氫（B裝置）→通入石蕊試液（B裝置）→通入KBr溶液和CCl₄的混合液溶液（B裝置）→通入堿石灰尾氣處理（C裝置）→排水法收集氧氣（D裝置）；
④將D收集的氣體用帶火星的木條檢驗(yàn)，如果帶火星的木條復(fù)燃，則證明是氧氣；
⑤氯氣具有強(qiáng)氧化性，氯氣將溴離子氧化生成溴單質(zhì)，溴易溶于有機(jī)溶劑，出現(xiàn)分層現(xiàn)象．

解答 解：（1）二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，化學(xué)反應(yīng)方程式為：4HCl（濃）+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：4HCl（濃）+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2））①常用濃硫酸、食鹽和二氧化錳在加熱條件下制取氯氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+3H₂SO₄（濃）+MnO₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaHSO₄+MnSO₄+Cl₂↑+2H₂O，氧化劑是二氧化錳，還原劑是氯化鈉，它們的物質(zhì)的量之比是1：2，質(zhì)量之比為$\frac{87}{58.5×2}$=$\frac{29}{39}$，
故答案為：29：39；
②根據(jù)題給信息知，在加熱條件下，濃硫酸和二氧化錳反應(yīng)生成硫酸錳、氧氣和水，反應(yīng)方程式為：2Mn0₂+2H₂SO₄（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2MnSO₄+O₂↑+2H₂0，
故答案為：2Mn0₂+2H₂SO₄（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2MnSO₄+O₂↑+2H₂0；
③從實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕Y(jié)合所供試劑知，A裝置產(chǎn)生氯氣→飽和食鹽水除去混有的氯化氫（B裝置）→通入石蕊試液檢驗(yàn)氯氣使紫色石蕊試液變色、再褪色的實(shí)驗(yàn)（B裝置）→通入KBr溶液和CCl₄的混合液驗(yàn)證氯氣的氧化性比溴單質(zhì)的氧化性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)（B裝置）→通入堿石灰做尾氣處理（C裝置）→排水法收集氧氣（D裝置），
故答案為：

選用的儀器	加入的試劑
A	二氧化錳、濃硫酸、食鹽
B	飽和食鹽水
B	紫色石蕊試液
B	KBr溶液和CCl4的混合液
C	堿石灰
D	蒸餾水

④將D收集的氣體用帶火星的木條檢驗(yàn)，如果帶火星的木條復(fù)燃，則證明是氧氣，
故答案為：將D收集的氣體用帶火星的木條檢驗(yàn)，如果帶火星的木條復(fù)燃，則證明是氧氣；
⑤氯氣將溴離子氧化生成溴單質(zhì)，反應(yīng)離子方程式為：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-，溴易溶于有機(jī)溶劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，振蕩盛有KBr溶液和CCl₄的混合溶液的洗氣瓶時(shí)，會出現(xiàn)分層現(xiàn)象，由于四氯化碳的密度比水大，所以上層為水層，無色，下層為有機(jī)層，橙色，
故答案為：溶液分層，上層無色，下層為橙色．

點(diǎn)評 本題考查了氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，明確氯氣的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，根據(jù)“發(fā)生裝置、洗氣裝置、檢驗(yàn)裝置、尾氣處理裝置等”來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)即可，難度中等．