Question

某研究性學習小組設(shè)計以圖1裝置制取氯氣，并以氯氣為原料進行特定反應(yīng)．分析并回答下列問題：

（1）裝置A中，b 為電池的

 

（填“正”或“負”）極．
（2）實驗開始時，先讓氯氣和水蒸氣充滿裝有炭粉的裝置C，再點燃C處的酒精燈，裝置C中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成CO₂和HCl（g），則反應(yīng)的化學方程式為：

 

．
（3）要將裝置B接入裝置A和C之間，正確的連接順序是：c→

 

→

 

→f
（4）實驗結(jié)束后，將裝置B試管中的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“下層液”）．
（5）D裝置的作用

 

；若裝置A中產(chǎn)生的氯氣恰好能與100mL 4mol/L的NaOH溶液完全反應(yīng)，則此時A中Pt電極（陰極）增加的質(zhì)量為

 

g．

Answer 1

分析：（1）電解池中氯離子在陽極失電子生成氯氣；
（2）氯氣和水蒸氣與C反應(yīng)生成CO₂和HCl（g）；
（3）氯氣通入水中帶出水蒸氣進入C中與碳反應(yīng)；
（4）四氯化碳的密度比水大，氯氣易溶于有機溶劑；
（5）氯氣是有毒的氣體，要進行尾氣處理；根據(jù)電解方程式，結(jié)合氯氣與氫氧化鈉的反應(yīng)計算．

解答：解：（1）電解池中氯離子在陽極失電子生成氯氣，裝置A中c為氯氣是出口，所以氯氣在與b相連的電極陽極上生成，則b為原電池的正極；
故答案為：正；
（2）在加熱條件下，氯氣和水蒸氣與C反應(yīng)生成CO₂和HCl（g），其反應(yīng)的方程式為：2Cl₂+C+2H₂O

△   .

4HCl+CO₂；
故答案為：2Cl₂+C+2H₂O

△   .

4HCl+CO₂；
（3）氯氣通入水中帶出水蒸氣進入C中與碳反應(yīng)，所以氯氣從e進入水，帶出水蒸氣，從d導(dǎo)管口出來，進入C裝置，所以將裝置B接入裝置A和C之間，正確的連接順序是：c→e→d→f；
故答案為：e d；
（4）氯水倒入分液漏斗中，然后再注入10mL CCl₄，蓋好玻璃塞，振蕩，靜置于鐵架臺上，由于四氯化碳的密度比水大，四氯化碳在下層，氯氣易溶于四氯化碳，所以呈黃綠色的是下層液；
故答案為：下層液；
（5）氯氣是有毒的氣體，實驗中要用氫氧化鈉溶液進行尾氣處理，防止污染空氣；A中的電解方程式為：CuCl₂

通電  .

Cu+Cl₂↑，氯氣恰好能與100mL 4mol/L的NaOH溶液完全反應(yīng)，去反應(yīng)方程式為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，則n（Cl₂）=

1

2

n（NaOH）=

1

2

×0.1L×4mol/L=0.2mol，由電解方程式可知n（Cu）=n（Cl₂）=0.2mol，所以m（Cu）=0.2mol×64g/mol=12.8g；
故答案為：吸收尾氣，防止污染空氣；12.8．

點評：本題考查了電解法制備氯氣的實驗原理、碳與水蒸氣氯氣的反應(yīng)、尾氣處理等，題目涉及的知識點較多，側(cè)重于考查學生的實驗?zāi)芰�和綜合應(yīng)用所學知識解決問題的能力，題目難度中等．