Question

【題目】如圖所示是某學生設計的實驗室制備并干燥Cl2及吸收多余氯氣的實驗裝置圖，請回答：

（1）指出上圖中的各處錯誤：

①____________________________________________________

②____________________________________________________

③____________________________________________________

④____________________________________________________

（2）制備實驗開始時，先檢查裝置的氣密性，接下來的操作依次是 ________

A、向燒瓶中加入MnO2粉末 B、加熱 C、向燒瓶中加入濃鹽酸

（3）如果將過量二氧化錳與20mL 12mol·L-1的鹽酸混合加熱，充分反應后生成的氯氣明顯少于0.06mol。其主要原因有：

①____________________________________________________

②____________________________________________________

（4）為了提高濃鹽酸的利用率，你對實驗的建議是：

①____________________________________________________

②____________________________________________________

（5）寫出圓底燒瓶中發(fā)生反應的離子反應方程式，并用單線橋表示電子轉移的方向和數(shù)目________________

（6）NaClO是84消毒液的有效成分。請回答下列問題

①浸泡衣物時加入84消毒液在空氣中放置一段時間漂白效果更好，結合離子方程式解釋原因 ____________（已知酸性：H2CO3 ＞HClO＞HCO3-）

②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）Cl2是一種有毒氣體，如果泄露會造成嚴重的危害。

①已知：3Cl2 + 8NH3 = 6NH4Cl +N2，化工廠可用濃氨水來檢驗Cl2是否泄露，該反應中被氧化和未被氧化的NH3的物質的量比________ ；

②噴射石灰乳等堿性物質可以減輕少量Cl2泄露造成的危害，Cl2與石灰乳反應的化學方程式是____________

③實驗室常用燒堿溶液吸收Cl2，若將Cl2通入熱的燒堿溶液中，可以得到NaCl、NaClO和NaClO3的混合溶液。當NaCl和NaClO3的物質的量之比為15:2時，混合液中NaClO和NaClO3的物質的量之比為________ 。

Answer 1

【答案】反應試劑應使用濃鹽酸，不能用稀鹽酸 缺少酒精燈 除雜裝置中，導管應長管進氣，短管出氣 生成的氯氣應先通入飽和食鹽水，再通入濃硫酸 ACB 加熱使HCl大量揮發(fā) 鹽酸變稀后不再發(fā)生反應 緩慢滴加濃鹽酸 小火加熱 放置一段時間后，84消毒液中的NaClO可以和空氣中的CO2反應，2ClO- + H2O +2CO2=2H+ + 2Cl- +O2↑ + 2HCO3- （或CO2 + H2O + ClO- =HClO + HCO3-，2HClO2HCl + O2↑） Cl- + ClO- + 2H+ =Cl2 ↑+ H2O 1:3 2Ca（OH）2 + 2Cl2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 +2H2O 5:2

【解析】

實驗室用二氧化錳與濃鹽酸加熱制備氯氣，濃鹽酸易揮發(fā)，制備的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，依次通過盛有飽和食鹽水、濃硫酸的洗氣瓶除去雜質，氯氣密度大于空氣密度，用向上排氣法收集，氯氣有毒，過量的氯氣應用氫氧化鈉溶液吸收。

（1）①制備氯氣，不能用稀鹽酸，而應用濃鹽酸；
②二氧化錳與濃鹽酸加熱制備氯氣，不加熱不反應，應用酒精燈加熱；
③先除雜后干燥，盛濃硫酸和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒；
④兩洗氣瓶里進氣導管和出氣導管的長短不對；

（2）實驗順序是先加樣品再加熱，所以先檢查裝置的氣密性，接下來的操作依次是向燒瓶中加入MnO2粉末、向燒瓶中加入濃鹽酸、加熱 ；

（3）加熱使HCl大量揮發(fā)、鹽酸變稀后不再發(fā)生反應，所以參加反應的氯化氫的物質的量小于0.24mol，生成的氯氣明顯少于0.06mol；

（4）為了提高濃鹽酸的利用率，盡可能減少氯化氫的揮發(fā)，可以采用的方法是緩慢滴加濃鹽酸、小火加熱；

（5）圓底燒瓶中濃鹽酸與二氧化錳在加熱條件下生成氯化錳、氯氣、水，反應中錳元素化合價由+4降低為+2，氯元素化合價由-1升高為0，反應的離子方程式是；

（6）①根據(jù)強酸制取弱酸，浸泡衣物時加入84消毒液在空氣中放置一段時間，次氯酸鈉與空氣中的二氧化碳反應生成次氯酸和碳酸氫鈉，CO2 + H2O + ClO- =HClO + HCO3-，有次氯酸生成，所以漂白效果更好；

②若將84消毒液與潔廁靈（主要成分是鹽酸）混合使用，次氯酸鈉與鹽酸發(fā)生歸中反應產生氯氣，反應的離子方程式是Cl- + ClO- + 2H+ =Cl2 ↑+ H2O；

（7）①3Cl2 + 8NH3 = 6NH4Cl +N2，氯元素化合價由0降低為-1，氮元素化合價由-3升高為0，根據(jù)得失電子守恒，3mol氯氣氧化2mol氨氣，所以該反應中被氧化和未被氧化的NH3的物質的量比2:（8-2）=1:3；

②Cl2與石灰乳反應生成次氯酸鈣、氯化鈣、水，反應的化學方程式是2Ca（OH）2 + 2Cl2 = CaCl2 + Ca（ClO）2 +2H2O

③設溶液中NaCl、NaClO和NaClO3的物質的量比是15:a:2，根據(jù)得失電子守恒，15×1＝a×1＋2×5，解得a=5，NaClO和NaClO3的物質的量之比為5:2。