Question

【題目】某興趣小組利用文獻(xiàn)資料設(shè)計方案對氯及其化合物進(jìn)行探究。

Ⅰ.用高錳酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣

（1）該小組利用右圖裝置及試劑制備并收集適量Cl2，裝置B、C的作用分別是___________、_______________。

（2）制得的氯氣中加入適量水，得到飽和氯水，飽和氯水中含氯元素的微粒有____________（寫出全部微粒）。

（3）飽和氯水與石灰石的反應(yīng)是制取較濃HC1O溶液的方法之一。在過量的石灰石中加入飽和氯水充分反應(yīng)，有少量氣泡產(chǎn)生，溶液淺黃綠色褪去，過濾，得到的濾液其漂白性比飽和氯水更強(qiáng)。

①濾液漂白性增強(qiáng)的原因是________________（用化學(xué)平衡移動原理解釋）。

②飽和氯水與石灰石反應(yīng)生成HC1O的方程式是___________________。

Ⅱ. ClO3—、Cl—和H+反應(yīng)的探究

（4）KClO3、KCl與硫酸可以反應(yīng)。該小組設(shè)計了系列實驗研究反應(yīng)條件對反應(yīng)的影響，實驗記錄如下（實驗在室溫下進(jìn)行）：

燒杯編號	1	2	3	4
氯酸鉀飽和溶液	1mL	1mL	1mL	1mL
氯化鉀固體	1g	1g	1g	1g
水	8mL	6mL	3mL	0mL
硫酸（6mol/L）	0mL	2mL	(____)mL	8mL
現(xiàn)象	無現(xiàn)象	溶液呈淺黃色	溶液呈黃綠色，生成淺黃綠色氣體	溶液呈黃綠色， 生成黃綠色氣體

①該系列實驗的目的_______________________。

②燒杯3取用硫酸的體積應(yīng)為______________mL。

（5）該小組同學(xué)查資料得知：將氯酸鉀固體和濃鹽酸混合也能生成氯氣，同時有大量ClO2生成；ClO2沸點(diǎn)為10℃，熔點(diǎn)為－59℃，液體為紅色；Cl2沸點(diǎn)為－34℃，液態(tài)為黃綠色。設(shè)計最簡單的實驗驗證Cl2中含有ClO2______________________。

Answer 1

【答案】收集氯氣 防止D中的溶液進(jìn)入B Cl2 、Cl—、ClO—、HClO Cl2 + H2OHClO+HCl，CaCO3與鹽酸反應(yīng)使平衡正移，增大HClO的濃度，漂白效果增強(qiáng) CaCO3+2Cl2 +H2O==2 HC1O + CO2+ CaCl2 其他條件相同時，氫離子濃度不同對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 5 收集一試管氣體，蓋上膠塞，放入冰水混合物中，觀察液體（或氣體）顏色變化

【解析】

試題（1）氯氣的密度比空氣大，用向上排空氣法收集，所以裝置B的作用為收集氯氣，氯氣有毒，用NaOH溶液進(jìn)行尾氣吸收，為防止倒吸，裝置C的作用是防止D中的溶液進(jìn)入B。

（2）氯氣溶于水并與水發(fā)生反應(yīng)，Cl2+H2OH＋+Cl－+HClO，得到的氯水呈黃綠色，說明含有Cl2，所以飽和氯水中含氯元素的微粒有Cl—Cl2ClO—HClO。

（3）①Cl2 + H2OHClO+HCl；CaCO3與鹽酸反應(yīng)使平衡正移，增大HClO的濃度，漂白效果增強(qiáng)，所以在過量的石灰石中加入飽和氯水充分反應(yīng)，有少量氣泡產(chǎn)生，溶液淺黃綠色褪去，過濾，得到的濾液其漂白性比飽和氯水更強(qiáng)。

②根據(jù)上述現(xiàn)象，飽和氯水與石灰石反應(yīng)生成HC1O的方程式是CaCO3+2Cl2 +H2O==2 HC1O + CO2+ CaCl2。

（4）①根據(jù)表格提供的信息，該反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，溫度相同，每次試驗時，氯酸鉀溶液和氯化鉀溶液的濃度相同，只有硫酸的用量不同，即氫離子濃度不同，所以該系列實驗的目的是其他條件相同時，氫離子濃度不同對化學(xué)反應(yīng)速率的影響；

②根據(jù)表格提供的信息，混合溶液的總體積均為9mL，所以燒杯3取用硫酸的體積應(yīng)為9-1-3=5mL。

（5）因為ClO2沸點(diǎn)為10℃，熔點(diǎn)為－59℃，液體為紅色；Cl2沸點(diǎn)為－34℃，液態(tài)為黃綠色，所以要驗證Cl2中是否含有ClO2，簡單的操作為收集一試管氣體，蓋上膠塞，放入冰水混合物中，觀察液體（或氣體）顏色變化即可。