Question

氯氣是一種重要的化工原料。某學習小組在實驗室中利用下圖所示裝置制取氯氣并探究其性質。

（1）實驗室用二氧化錳和濃鹽酸加熱制取氯氣，發生裝置中除圓底燒瓶和導管外還需用到的玻璃儀器有
                             ；
（2）裝置A中盛有的試劑是       ，作用是                          。
（3）若D中品紅溶液褪色，則B裝置中發生反應的離子方程式是                     
（4）證明FeBr₂與Cl₂發生了氧化還原反應的實驗方法是             （填操作方法）。
某研究性學習小組用剛吸收過少量SO₂的NaOH溶液吸收處理上述實驗后的尾氣。經分析吸收尾氣一段時間后，吸收液（呈強堿性）中肯定存在Cl^－、OH^－、CO₃^2- 和SO₄^2－，對于可能存在的其他陰離子，研究小組提出以下3種假設。假設1：只存在SO₃^2－；假設2：只存在ClO^－；假設3：既不存在SO₃^2－，也不存在ClO^－。
（5）學習小組判斷同時存在SO₃^2－和ClO^－是不可能的理由是                。
38.現限選以下試劑，設計實驗方案，進行實驗，請寫出實驗步驟以及預期現象和結論。
a．3 mol/L H₂SO₄
b．0.01 mol/L KMnO₄
c．1 mol/L BaCl₂溶液
d．淀粉碘化鉀溶液
e．酚酞試液
步驟一；取少量吸收液于試管中，滴加3 mol/L H₂SO₄至溶液呈酸性，然后將所得溶液分裝于A、B
兩試管中。
步驟二：向A試管中滴加少量___________ (填序號)，若溶液_________________（填現象），則假設
1成立。
步驟三：向B試管中滴加少量___________（填序號），若溶液_________________（填現象），則假設2
成立。

Answer 1

（1）分液漏斗，酒精燈 （各1分，共2分）
（2）飽和食鹽水，除去氯氣中的氯化氫  （各1分，共2分）
（3）2Fe²⁺ + 4Br^－+ 3Cl₂ →2Fe³⁺ + 6 Cl^－+ 2 Br ₂    （2分）
（4）實驗后，取少量B中溶液，滴加KSCN溶液；另取少量B中溶液，加入CCl₄溶液萃取。（1分）
（5）SO₃^2－和ClO^－因發生氧化還原反應，故不能共存 （1分）
38. b ，褪色 ；d ，變藍色    （各1分，共4分）

解析試題分析：（1）二氧化錳和濃鹽酸反應制取氯氣的方程式為：MnO₂+4HCl(濃)MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，從方程式可知該反應需加熱，因此需酒精燈，反應物濃鹽酸的滴加以及防氯氣的逸出還需要分液漏斗。
（2）由于濃鹽酸易揮發，所以生成的氯氣中含有氯化氫雜質，所以當含氯化氫的氯氣通過飽和食鹽水時，氯化氫溶解在其中，氯氣幾乎不溶，這樣可以除去氯氣中的氯化氫雜質。
（3）氯氣溶于水生成的次氯酸具有漂白性，所以若D中品紅溶液褪色，說明經過D中有氯氣，經過D中有氯氣說明B裝置中，溴化亞鐵中的二價鐵和溴離子均被氧化，發生反應的離子方程式為2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂→2Fe³⁺+6Cl^-+2Br₂。
（4）由于亞鐵離子的還原性強于溴離子的，所以FeBr₂與Cl₂發生氧化還原反應時，溴化亞鐵中的二價鐵先被氧化，所以只須證明有三價鐵存在即可。KSCN溶液可與三價鐵形成血紅色的硫氰化鐵可證明有三價鐵存在。另外也可以證明有溴單質生成，因此正確的操作應該是實驗后，取少量B中溶液，滴加KSCN溶液；另取少量B中溶液，加入CCl₄溶液萃取。
（5）ClO^－中+1價的氯具有強氧化性，SO₃^2－中+4價的硫具有還原性，ClO^－與SO₃^2－會發生氧化還原反應，所以二者不能大量共存。
38.步驟二 中KMnO₄ 具有強氧化性與具有還原性的SO₃^2－發生氧化還原反應KMnO₄褪色；步驟三中ClO^－中+1價的氯具有強氧化性，能將碘化鉀中－1價的碘氧化成碘單質．淀粉遇到碘單質顯藍色。
考點：考查氯氣的制備、除雜、性質探究、物質檢驗以及實驗方案設計與評價等