Question

【題目】實驗室用圖裝置制取氯氣，并進行相關性質的實驗。

(1)A、B兩儀器的名稱：A________、B________。

(2)寫出實驗室用此裝置制取氯氣的化學方程式________。

(3)為了得到純凈干燥的氯氣，寫出裝置C、D中應該加入的藥品的名稱：C____、D_________。

(4)E中放入紅色干布條，F中放入紅色濕布條。可觀察到的現象是________，寫出發生反應的化學方程式________。

(5)P處為尾氣處理裝置，畫出裝置圖，標出所用的藥品。________

(6)NaClO是“84”消毒液的有效成分。請回答下列問題。

①NaClO中Cl元素的化合價是______。

②用氫氧化鈉溶液和氯氣反應制備“84”消毒液，反應的離子方程式是_______。

③若將“84”消毒液與潔廁靈（主要成分是鹽酸）混合使用，則會產生黃綠色的有毒氣體，其反應的離子方程式是_________。

(7)FeCl3在現代工業中應用廣泛，某化學研究性學習小組模擬工業生產流程制備無水FeCl3。經查閱資料得知：無水FeCl3在空氣中易潮解，加熱易升華，無水CaCl2是常用的干燥劑。他們設計了制備無水FeCl3的實驗方案，裝置示意如圖（加熱、加持及尾氣處理裝置略去）及操作步驟如下：

①檢查裝置氣密性

②通入干燥的氯氣，趕盡裝置內的空氣

③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應完成

④……

⑤體系冷卻后，停止通入氯氣，并用干燥的的氮氣趕盡氯氣，將收集器密封。

請回答下列問題：

①裝置A中發生反應的化學方程式_____________。

②步驟③加熱后，生成的煙狀FeCl3大部分進入收集器，少量沉積在反應管A的右端。要使沉積的FeCl3進入收集器，第④步操作是________。

③操作步驟中，為防止潮解所采取的措施有(填步驟序號)________。

④裝置B中的冷卻水作用為________。

Answer 1

【答案】分液漏斗 圓底燒瓶 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 飽和食鹽水 濃H2SO4 E中無變化；F中紅色布條褪色 Cl2+H2O=HCl+HClO +1 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O 2Fe+3Cl22FeCl3 在沉積的FeCl3固體下方加熱 ②⑤ 冷卻，使FeCl3沉積，便于收集產品

【解析】

在分液漏斗在放入濃鹽酸，在燒瓶中放入MnO2，二者在加熱條件下反應產生Cl2，濃鹽酸具有揮發性，制取的Cl2中含有雜質HCl、H2O蒸氣，先通過C裝置的飽和NaCl溶液除去HCl，然后通過D裝置的濃硫酸干燥氣體，得到干燥純凈的Cl2，將Cl2先通過干燥的有色布條不褪色，再通入潮濕的布條，會看到布條褪色，證明Cl2不具有漂白性，氯氣與水反應的產物具有漂白性。Cl2與Fe在加熱條件下反應產生FeCl3，FeCl3容易潮解，因此反應在無水條件下進行，最后通過NaOH溶液進行尾氣處理然后排放。

(1)通過裝置圖可知A是分液漏斗，B是圓底燒瓶；

(2)在實驗室中用濃鹽酸與MnO2混合加熱制取Cl2，反應方程式為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

(3)用上述方法制取的氯氣中含有雜質HCl、H2O蒸氣，先通過飽和NaCl溶液除去雜質HCl，然后通過濃硫酸干燥Cl2，就得到干燥的純凈的Cl2；

(4)E中放入紅色干布條，F中放入紅色濕布條。可觀察到的現象是E中無變化，F中紅色布條褪色，發生反應的化學方程式為Cl2+H2O=HCl+HClO；

(5)Cl2是有毒氣體，不能直接排放，可根據Cl2能夠與NaOH溶液反應Cl2+2NaOH =NaCl+NaClO+H2O的性質，用NaOH溶液進行尾氣處理，裝置圖為：；

(6)①根據化合物在元素化合價代數和等于0，Na是+1價，O是-2價，所以NaClO中Cl元素化合價為+1價；

②NaOH與Cl2反應產生NaCl、NaClO、H2O，NaClO是84消毒液的主要成分，反應的離子方程式為：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；

③濃鹽酸與NaClO在酸性條件下會發生氧化還原反應產生Cl2，離子方程式為：Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O；

(7)①氯氣具有強氧化性，將變價鐵氧化成高價鐵，生成氯化鐵，所以裝置A中鐵與氯氣反應生成氯化鐵，反應為2Fe+3Cl22FeCl3；

②第③步加熱后，生成的煙狀FeCl3大部分進入收集器，第④步操作可根據FeCl3加熱易升華的性質，對有少量沉積FeCl3的裝置部位加熱，FeCl3發生升華，從而使沉積的FeCl3進入收集器；

③為防止FeCl3潮解所采取的措施有：②通入干燥的Cl2；⑤用干燥的N2趕盡Cl2，故合理選項是②⑤；

④B中的冷水作用為是冷卻FeCl3使其沉積，便于收集產品。