Question

13．化學是一門以實驗為基礎的學科，請完成下列有關實驗問題．
Ⅰ．如圖是實驗室中制備氣體或驗證氣體性質的裝置圖

（1）寫出用A制取氯氣的化學方程式MnO₂+4HCl（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）利用上圖裝置制備純凈的氯氣，并證明氧化性：Cl₂＞Fe³⁺，則裝置B中的溶液的作用是除去氯氣中的氯化氫；裝置D中加的最佳試劑是（填序號）c：
供選試劑：a．濃H₂SO₄  b．FeCl₂溶液  c．KSCN與FeCl₂的混合溶液 d．無水氯化鈣
（3）在如圖所示圓底燒瓶內加入碳，a中加入濃硫酸，開始實驗，加熱產生的氣體緩慢通過后續(xù)裝置同時完成如下實驗：
實驗1：證明SO₂具有氧化性和漂白性
實驗2：證明碳元素的非金屬性比硅元素的強
此時，B中為少量Na₂S溶液、C中加品紅溶液，D中應加入足量的酸性高錳酸鉀（填溶液名稱），E中加入Na₂SiO₃溶液（填化學式）．
（4）證明碳元素的非金屬性比硅元素的強的現(xiàn)象為D中高錳酸鉀溶液不褪色，E中溶液變渾濁；
實驗2不嚴謹之處應如何改進將燒杯換成洗氣瓶，右端連接盛有堿石灰的干燥管．
Ⅱ、向燒堿和Na₂SO₃的混合溶液中加入少量溴水，振蕩后溶液變?yōu)闊o色．反應后的溶液中含有大量的SO₃^2-、SO₄^2-、Br^-、OH^-等陰離子，請?zhí)顚戣b定其中SO₃^2-、SO₄^2-和Br^-的實驗報告．
限選試劑：2mol/LHCl，1mol/L H₂SO₄，l mol/LBaCl₂，l mol/LBa（NO₃）₂，0.1mol/LAgNO₃，CCl₄，新制飽和溴水，新制飽和氯水．

編號	實驗操作	預期現(xiàn)象和結論
步驟①	在試管A中加入少量待測液，加入足量氯水，再加入四氯化碳，振蕩，靜置后觀察顏色．	溶液分層，下層呈橙紅色，證明待測液中含Br-．
步驟②	在試管B中加入少量待測液，加入過量的2mol/L鹽酸，再滴加1mol/L BaCl2溶液	有白色沉淀生成， 證明待測液中含SO42-．
步驟③	在試管C中加入少量待測液，滴加2mol/LHCl至溶液呈酸性，加入幾滴新制飽和溴水（填試劑），振蕩．	溴水褪色， 證明待測液中含SO32-．

Answer 1

分析 裝置A制備氯氣，氯氣中含有HCl，H₂O，通過飽和食鹽水除去氯化氫，通過濃硫酸干燥氯氣，氯氣比空氣重，向上排空氣方法收集，剩余氣體通過氫氧化鈉溶液吸收，防止污染空氣，
（1）依據實驗室制備氯氣的反應是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成氯化錳、氯氣和水；
（2）依據氯氣含有氯化氫分析裝置B的作用，鐵離子使硫氰化鉀溶液變紅色分析；
（3）根據元素的非金屬性越強，最高價氧化物對應的水化物酸性越強，利用強酸制弱酸來比較酸性強弱，根據CO₂中混有二氧化硫，二氧化硫也能與硅酸鈉溶液反應，需要酸性高錳酸鉀溶液除去；
（4）根據CO₂中混有二氧化硫，二氧化硫也能與硅酸鈉溶液反應，需要酸性高錳酸鉀溶液除去并再次通過酸性高錳酸鉀溶液是否除盡；空氣中含有二氧化碳，可能干擾實驗，故應排除空氣中二氧化碳的干擾；
Ⅱ、①利用萃取后，溴溶解在四氯化碳中，下層為橙紅色，鑒定Br^-；
②加鹽酸先排除亞硫酸離子，再利用硫酸鋇白色沉淀的生成鑒定SO₄^2-；
③利用溴水與亞硫酸根離子的氧化還原反應，鑒定SO₃^2-．

解答 解：Ⅰ、（1）制備氯氣是利用裝置加熱生成，試劑是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成，反應的化學方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）氯氣中含有氯化氫氣體，通過裝置B飽和食鹽水可以吸收氯化氫，含亞鐵離子的物質被氯氣氧化成鐵離子使硫氰化鉀變紅色來來證明Cl₂＞Fe³⁺，因此選KSCN與FeCl₂的混合溶液，
故答案為：除去氯氣中的氯化氫；c；
（3）元素的非金屬性越強，最高價氧化物對應的水化物酸性越強，利用碳酸的酸性強于硅酸，
二氧化碳能與硅酸鈉反應制得硅酸沉淀，由于CO₂中混有二氧化硫，二氧化硫也能與硅酸鈉溶液反應，
需要酸性高錳酸鉀溶液除去，防止干擾檢驗二氧化碳；
故答案為：酸性高錳酸鉀溶液，Na₂SiO₃；
（4）若D中高錳酸鉀溶液不褪色，說明二氧化硫除盡，E中溶液變渾濁，說明含有二氧化碳氣體；空氣中含有二氧化碳，可能干擾實驗，故應排除空氣中二氧化碳的干擾，將燒杯換成洗氣瓶，右端連接盛有堿石灰的干燥管可排除空氣中二氧化碳的干擾，
故答案為：D中高錳酸鉀溶液不褪色，E中溶液變渾濁；將燒杯換成洗氣瓶，右端連接盛有堿石灰的干燥．
II、步驟①另取少量待測液于試管C中，加入足量氯水，再加入四氯化碳，振蕩，靜置后觀察顏色，溴溶解在四氯化碳中，下層為橙紅色，說明含Br^-；
步驟②另取少量待測液于試管B中，加入過量的2mol/L鹽酸，再滴加適量1mol/LBaCl₂溶液，觀察到白色沉淀的生成，說明含SO₄^2-；
步驟③加新制飽和溴水與亞硫酸根離子的氧化還原反應，觀察溴水褪色，說明含SO₃^2-，
故答案為：

編號	實驗操作	預期現(xiàn)象和結論
步驟①		溶液分層，下層呈橙紅色
步驟②	加入過量的2mol/L鹽酸，再滴加1mol/L BaCl2溶液
步驟③	新制飽和溴水	溴水褪色

點評 本題考查實驗室制備氯氣的反應原理和裝置分析，物質性質的比較，掌握基本操作和物質性質是解題關鍵，題目難度中等．