Question

某科研小組用MnO₂和濃鹽酸制備Cl₂并以氯氣為原料進(jìn)行氯氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，裝置如圖：其中各試劑瓶裝的試劑為：B（碘化鉀淀粉溶液）、F（水）、H（紫色石蕊試液）．

（1）Ⅰ中b瓶內(nèi)加入的液體最好是

飽和食鹽水

，裝置Ⅰ的作用是

貯存多余的Cl₂

；
圖示的Ⅱ或Ⅲ能代替Ⅰ的是

Ⅱ

．
（2）G裝置的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有炭粉，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其產(chǎn)物為二氧化碳和氯化氫，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先點(diǎn)燃A處酒精燈，打開分液漏斗旋塞和Ⅰ處活塞，讓氯氣充滿整個(gè)裝置，再點(diǎn)燃G處酒精燈，回答下列問題：
①B裝置中的現(xiàn)象是

溶液呈藍(lán)色

．
②怎樣證明氯氣已充滿了整個(gè)裝置？

當(dāng)整個(gè)裝置內(nèi)充滿黃綠色氣體時(shí)，說明氯氣已充滿整個(gè)裝置溶液由淺綠

．
③G中反應(yīng)的化學(xué)方程式：

C+2H₂O+2Cl₂

△   .

CO₂+4HCl

．H裝置中的現(xiàn)象是

紫色石蕊試液的顏色由紫色變?yōu)榧t色，再變?yōu)闊o色

．
（3）某同學(xué)利用剛吸收過少量SO₂的NaOH溶液對(duì)其尾氣進(jìn)行吸收處理．吸收尾氣一段時(shí)間后，吸收液（強(qiáng)堿性）中肯定存在Cl^-、OH^-和SO

2-

．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究該吸收液中可能存在的其他陰離子（不考慮空氣中CO₂的影響）．
①提出合理假設(shè)
假設(shè)1：只存在SO

2- 3

；
假設(shè)2：既不存在SO

2- 3

，也不存在ClO^-；
假設(shè)3：

只存在ClO^-

②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．限選實(shí)驗(yàn)試劑：3mol/L H₂SO₄、1mol/L NaOH、0.01mol/L KMnO₄、淀粉KI溶液、紫色石蕊試液．

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取少量吸收液于試管中，滴加3mol/L H2SO4至溶液呈酸性，然后將所得溶液分置于A、B試管中	-----
步驟2：
步驟3：

Answer 1

分析：（1）飽和氯化鈉溶液中可以吸收氯化氫氣體，氯氣的溶解度減小，裝置Ⅰ是儲(chǔ)氣裝置；裝置Ⅱ可以代替Ⅰ起到儲(chǔ)氣裝置，裝置Ⅲ不能實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氣裝置，Ⅱ與Ⅰ原理相同，而Ⅲ中因c瓶口密封，不能氣體流通；
（2）①B中是碘化鉀淀粉溶液，氯氣會(huì)氧化碘離子為單質(zhì)碘；
②氯氣是黃綠色氣體；
③依據(jù)通入的氣體有氯氣、玻璃管中是碳，利用C中提供的水蒸氣反應(yīng)生成氯化氫和二氧化碳；多余的氯氣和是反應(yīng)生成鹽酸使石蕊試液變紅，生成的次氯酸具有漂白性會(huì)使溶液褪色；
（3）①根據(jù)反應(yīng)原理：Cl₂+Na₂SO₃+2NaOH═2NaCl+Na₂SO₄+H₂O，可假設(shè)1、溶液中可能存在只存在SO₃²，2、既不存在SO₃^2-也不存在ClO^-，3、只有ClO^-存在；
②根據(jù)所限制實(shí)驗(yàn)試劑和SO₃^2-、ClO^-的性質(zhì)，先加入硫酸至酸性，若存在SO₃^2-、ClO^-，分別生成了H₂SO₃和HClO；因?yàn)镠ClO具有酸性和漂白性，選擇紫色石蕊試液，證明有ClO^-的存在；H₂SO₃具有還原性，選擇具有強(qiáng)氧化性高錳酸鉀溶液，證明SO₃^2-的存在．

解答：解：（1）利用飽和食鹽水吸收氯氣中的氯化氫，Ⅰ中b瓶內(nèi)加入的液體最好是飽和食鹽水；Ⅱ與Ⅰ原理相同，而Ⅲ中因c瓶口密封，不能氣體流通，因c瓶口密封，體積不能改變，增大壓強(qiáng)會(huì)有危險(xiǎn)；
故答案為：飽和食鹽水、貯存多余的Cl₂、Ⅱ；
（2）①B中是碘化鉀淀粉溶液，氯氣會(huì)氧化碘離子為單質(zhì)碘；單質(zhì)碘遇淀粉變藍(lán)；
故答案為：溶液變藍(lán)；
②氯氣是黃綠色，當(dāng)充滿黃綠色氣體時(shí)證明收集滿；
故答案為：觀察當(dāng)整個(gè)裝置內(nèi)充滿黃綠色氣體時(shí)，說明氯氣已充滿整個(gè)裝置；
③硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有碳粉，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，一種產(chǎn)物能使E處紫色石蕊試液變紅，另一產(chǎn)物能使澄清石灰水變渾濁，說明生成氯化氫和二氧化碳，證明C是提供水蒸氣的主要，碳、氯氣和水蒸氣反應(yīng)生成氯化氫和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+2H₂O+2Cl₂

△   .

CO₂↑+4HCl↑，在H處，紫色石蕊試液的顏色由紫色變?yōu)榧t色，再變?yōu)闊o色，是因?yàn)槁葰夂退�反�?yīng)生成氯化氫和次氯酸，鹽酸使石蕊變紅色，次氯酸具有漂白作用使紅色褪去，
故答案為：C+2H₂O+2Cl₂

△   .

CO₂↑+4HCl↑；紫色石蕊試液的顏色由紫色變?yōu)榧t色，再變?yōu)闊o色；
（3）①根據(jù)反應(yīng)原理：Cl₂+Na₂SO₃+2NaOH═2NaCl+Na₂SO₄+H₂O，可提出以下假設(shè)：
假設(shè)1、溶液中可能存在只存在SO₃²，
假設(shè)2、既不存在SO₃^2-也不存在ClO^-，
假設(shè)3、只有ClO^-存在；
故答案為：只有ClO^-存在；
②因?yàn)槲�收液呈堿性，先取少量吸收液于試管中，滴加3moL-L^-1 H₂SO₄至溶液呈酸性，然后將所得溶液分置于A、B試管中先加入硫酸的試管，若存在SO₃^2-、ClO^-，分別生成了H₂SO₃和HClO；在A試管中滴加0.01mol?L^-1KMnO₄溶液，若紫紅色褪去，證明有SO₃^2-，否則無．在B試管中滴加紫色石蕊試液，若先變紅后褪色，證明有ClO^-，否則無；

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟2：向A試管中滴加1～2滴0.01 mol/L KMnO4溶液	（1）若溶液褪色，則假設(shè)1成立； （2）若溶液不褪色，則假設(shè)2或3成立
步驟3：向B試管中滴加1～2滴淀粉-KI溶液	（1）若溶液變藍(lán)色則假設(shè)3成立；（2）若溶液不變藍(lán)色，結(jié)合步驟2中的（2），則假設(shè)2成立

故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟2：向A試管中滴加1～2滴0.01 mol/L KMnO4溶液	（1）若溶液褪色，則假設(shè)1成立； （2）若溶液不褪色，則假設(shè)2或3成立
步驟3：向B試管中滴加1～2滴淀粉-KI溶液	（1）若溶液變藍(lán)色則假設(shè)3成立；（2）若溶液不變藍(lán)色，結(jié)合步驟2中的（2），則假設(shè)2成立

點(diǎn)評(píng)：本題考查了氯氣實(shí)驗(yàn)室制備，氯氣性質(zhì)驗(yàn)證和除雜方法，反應(yīng)產(chǎn)物判斷，物質(zhì)組成的分析判斷和離子檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案，題目難度中等