Question

如圖1是某研究性學習小組利用實驗室制氯氣的裝置設計制取氯水并進行相關實驗．

（1）A裝置中發生化學反應的離子方程式為

 

．
（2）氯氣能使濕潤的紅色布條褪色．對于使紅色布條褪色的物質，同學們的看法不一致，認為氯水中存在的幾種粒子都有可能．請你設計實驗，得出正確結論．
①提出假設假設一

 

．假設二

 

．假設三

 

．假設四 H₂O使布條褪色
②設計實驗方案
基于提出的假設，設計出實驗方案（不需要作答）
③實驗過程
實驗①：

 

；實驗②：

 

．實驗③：把紅色布條放在水里，布條不褪色．
④得出結論

 

．
（3）用量筒取20mL氯水，倒入已檢查完好的分液漏斗中，然后再注入10mL CCl₄，蓋好玻璃塞，振蕩，靜置于鐵架臺上（如圖2），等分層后取上層液和下層液，呈黃綠色的是

 

（填“上層液”或“下液”），再裝入如圖3所示的燒杯中，能使有色布條褪色的是

 

（填“上層液”或“下層液”）
（4）上述制備并吸收氯氣裝置的缺點是

 

，如何改進

 

，在圖4框中畫出改進的實驗裝置圖

 

．

Answer 1

分析：（1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯化錳、水和氯氣；
（2）氯水中含有氯氣、鹽酸、水和次氯酸，可分別根據這四種物質進行實驗設計，作出四種假設并根據現象得出結論；
（3）根據四氯化碳密度大于水的密度及氯氣易溶于四氯化碳判斷；根據氯氣不具有漂白性分析；
（4）氯氣不能直接排放到空氣中，應加入尾氣處理裝置．

解答：解：（1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯化錳、水和氯氣，氧化物、氣體、弱電解質寫化學式，可溶性的強電解質寫離子式，反應的離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2C1^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2C1^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）①氯水中含有氯氣、鹽酸、水和次氯酸，可分別根據這四種物質進行實驗設計，提出假設假設一：鹽酸能使紅色布條退色；假設二：氯氣使紅色布條退色；假設三：HClO能使布條退色；假設四 H₂O使布條褪色，
故答案為：鹽酸能使紅色布條退色；氯氣使紅色布條退色；HClO能使布條退色；
③實驗①：用玻璃棒蘸取稀鹽酸滴到紅色布條上，紅色布條不退色，說明鹽酸沒有漂白作用；實驗②：用把干燥的紅色布條放入充滿氯氣的集氣瓶中，紅色布條不退色，說明氯氣沒有漂白作用；實驗③：把紅色布條放在水里，布條不褪色，
故答案為：用玻璃棒蘸取稀鹽酸滴到紅色布條上，紅色布條不退色，說明鹽酸沒有漂白作用；把干燥的紅色布條放入充滿氯氣的集氣瓶中，紅色布條不退色，說明氯氣沒有漂白作用；
④次氯酸具有強氧化性和漂白性，可使紅色布條褪色，
故答案為：次氯酸使紅色布條退色；
（3）氯氣易溶于四氯化碳，四氯化碳密度大于水的密度，所以呈黃綠色的為下層液；由于氯氣能夠使有色布條褪色，上層液中有次氯酸，所以使有色布條褪色的是上層液，
故答案為：下層液；上層液；
（4）氯氣不能直接排放到空氣中，應加入尾氣處理裝置，因氯氣可與氫氧化鈉反應，則尾氣處理裝置用氫氧化鈉溶液，改進的實驗裝置圖為：，
故答案為：會造成環境污染；增加尾氣吸收裝置；．

點評：本題以氯氣的制備和性質實驗探究為載體綜合考查學生的實驗能力和實驗設計、評價能力，注意把握物質的性質以及實驗方案的設計原理，題目難度中等．