Question

氯氣是一種重要的化工原料．
（1）若用溶有7.3g HCl的濃鹽酸與足量的MnO₂加熱反應制得的Cl₂在標準狀況下體積總是小于1.12L，除鹽酸揮發外，還因為

 

．
（2）下列方法中，也可制得Cl₂的正確組合是

 

．
①MnO₂、NaCl和濃硫酸混合共熱；②濃鹽酸與濃硝酸混合；③NaClO和濃鹽酸混合；④PbO₂和濃鹽酸混合；⑤KClO₃和濃鹽酸混合共熱；⑥KMnO₄和濃鹽酸混合．
A．①④⑤B．①②④⑤C．①③④⑤⑥D．全部可以
（3）某學習小組利用漂白粉與濃硫酸加熱也得到了Cl₂，他們用此反應原理設計了如下圖所示裝置制取氯氣并探究其性質．

①甲部分的裝置是

 

（填字母）；其中的反應方程式：

 

；
②證明乙裝置中FeCl₂發生了氧化反應的實驗方法是

 

；
③丙裝置中通入少量Cl₂，可制得某種生活中常用的漂白、消毒的物質．已知相同條件下HClO的電離程度大于HCO₃^-，則丙中反應的化學方程式是

 

；
④該實驗存在明顯的缺陷，改進的方法是

 

．
（4）為測定漂白粉中Ca（ClO）₂的質量分數，該小組將2.0g漂白粉配制成250mL溶液，取出25mL并向其中依次加入過量稀H₂SO₄、過量KI溶液，完全反應后，再滴入0.1mol?L^-1 Na₂S₂O₃溶液：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，共消耗20mL Na₂S₂O₃溶液，則漂白粉中Ca（ClO）₂的質量分數為

 

．

Answer 1

分析：（1）二氧化錳與濃鹽酸反應，與稀鹽酸不反應；
（2）利用強氧化劑氧化氯離子生成氯氣；
（3）①根據反應物狀態和反應條件選取反應裝置，根據漂白粉與濃硫酸加熱也得到了Cl₂信息書寫方程式；②用KSCN或NH₄SCN溶液檢驗三價鐵離子的存在若產生紅色溶液，證明氯氣和氯化亞鐵反應生成氯化鐵；
③氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，鹽酸和足量碳酸鈉反應生成氯化鈉和碳酸氫鈉，次氯酸和碳酸鈉反應生成次氯酸鈉和碳酸氫鈉；
④氯氣有毒所以不能直接排空，所以缺少尾氣處理裝置；
（4）將方程式相加后使次氯酸鈣和硫代硫酸鈉在同一方程式中，根據次氯酸鈣和硫代硫酸鈉之間的關系式計算次氯酸鈣的質量，然后根據質量分數公式計算即可．

解答：解：（1）濃鹽酸與足量MnO₂反應制取Cl₂，反應需要加熱，氯化氫易揮發，反應消耗氯化氫，隨反應的不斷進行濃鹽酸的濃度逐漸變稀，稀鹽酸不反應不與MnO₂反應，
故答案為：隨著反應的進行，鹽酸濃度變稀將不再反應；
（2）①MnO₂、NaCl和濃硫酸混合共熱發生：2NaCl+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+2HCl↑，MnO₂+4HCl（濃）═MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，可制得氯氣；
②濃鹽酸與濃硝酸混合不能反應，無法制得氯氣；
③NaClO和濃鹽酸混合發生NaClO+2HCl（濃）

△   .

NaCl+Cl₂↑+H₂O，可制得氯氣；
④PbO₂和濃鹽酸混合PbO₂+4HCl═PbCl₂+2H₂O+Cl₂↑，可制得氯氣；
⑤KClO₃和濃鹽酸混合共熱發生：KClO₃+6HCl（濃）

△   .

KCl+3Cl₂↑+3H₂O，可制得氯氣；
⑥KMnO₄和濃鹽酸混合發生：2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，可制得氯氣；
故答案為：C；
（3）①該小組利用漂白粉與濃硫酸加熱也得到了Cl₂，反應物是固液混合的，反應條件是加熱，所以該反應需要的裝置是固液混合加熱型裝置，選C，漂白粉的主要成分為次氯酸鈣和氯化鈣，在濃硫酸中發生價態歸中反應，所以反應為：Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂SO_4（濃）

△   .

2CaSO₄+2Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：C；Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂SO_4（濃）

△   .

2CaSO₄+2Cl₂↑+2H₂O；
②取少量反應后的溶液置于潔凈的試管中，向其中滴加KSCN或NH₄SCN溶液，若產生紅色溶液，證明生成了Fe³⁺，說明氯氣和氯化亞鐵反應：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，生成了Fe³⁺，
故答案為：取少量反應后的溶液置于潔凈的試管中，向其中滴加KSCN或NH₄SCN溶液，若產生紅色溶液，證明生成了Fe³⁺，則FeCl₂與Cl₂發生了氧化還原反應；
③氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，鹽酸和足量碳酸鈉反應生成氯化鈉和碳酸氫鈉，次氯酸和碳酸鈉反應生成次氯酸鈉和碳酸氫鈉，所以方程式為Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=NaCl+NaClO+2NaHCO₃，故答案為：Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=NaCl+NaClO+2NaHCO₃；
④氯氣是有毒氣體所以不能直接排空，故應在丙裝置后連接一個盛有NaOH溶液的洗氣瓶防止氯氣污染空氣，
故答案為：在丙裝置后連接一個盛有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶；
（4）將2.0g漂白粉配制成250mL溶液，取出25mL溶液，所以25mL溶液中漂白粉的質量為2.0g×

1

10

=0.2g．
Ca（ClO）₂+4KI+2H₂SO₄=CaCl₂+2K₂SO₄+2H₂O+2I₂ ①2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI②
設次氯酸鈉的質量為x．將方程式②×2+①相加得：
Ca（ClO）₂+4KI+2H₂SO₄+4Na₂S₂O₃=CaCl₂+2K₂SO₄+2H₂O+2Na₂S₄O₆+4NaI
143g                     4mol
  x                    0.1mol?L^-1×0.02L                 
x=0.0715g
所以漂白粉中Ca（ClO）₂的質量分數為

0.0715g

0.2g

×100%=35.75%，
故答案為：35.75%．

點評：本題考查氯氣的制取原理、實驗裝置評價與理解、氯氣的性質、鐵離子檢驗等，關鍵是清楚實驗的目的與原理．注意用可溶性固體氯化物和濃硫酸代替濃鹽酸，原理是利用高沸點的酸制備揮發性酸，生成的硫酸鹽應為可溶性鹽，能正確找出次氯酸鈣和硫代硫酸鈉之間的關系式是解（4）題的關鍵，題目難度中等．