Question

8．工業(yè)上將純凈干燥的氯氣通入到0.5mol•L^-1NaOH溶液中得到漂白水．某同學想在實驗室探究Cl₂性質并模擬制備漂白水，如圖是部分實驗裝置．已知KMnO₄與濃鹽酸反應可以制取Cl₂．（注：裝置D中布條為紅色）
（1）用裝置A制備Cl₂，該同學在實驗時發(fā)現打開A的分液漏斗活塞后，漏斗中液體未順利流下，你認為原因可能是：分液漏斗上端活塞未打開．
（2）配平KMnO₄與鹽酸反應的化學方程式：
2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為1：5．
（3）飽和食鹽水的作用是吸收Cl₂中的HCl，濃硫酸的作用吸收Cl₂中的H₂O，裝置E的作用是吸收尾氣，防止污染空氣．
（4）另一個實驗小組的同學認為SO₂和氯水都有漂白性，二者混合后的漂白性肯定會更強．他們將制得的SO₂和Cl₂按1：1同時通入到品紅溶液中，結果發(fā)現褪色效果并不像想象的那樣．請你分析該現象的原因（用化學方程式表示）SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl．
（5）配制450mL物質的量濃度為0.4mol•L^-1NaOH溶液時，主要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、量筒和500mL容量瓶，需用托盤天平稱量NaOH的質量是8.0g．

Answer 1

分析 （1）使用分液漏斗時應取下塞子，使分液漏斗內的壓強等于大氣壓強，保證液體順利流出；
（2）分析元素中化合價變化，依據氧化還原反應得失電子守恒、原子個數守恒配平方程式；
（3）濃鹽酸易揮發(fā)，制取的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大，氯化氫易溶于水，所以利用飽和食鹽水除去氯氣中混有的氯化氫氣體，減小氯氣溶解度，濃硫酸具有吸水性，能夠干燥氯氣；氯氣有毒，直接排放能夠引起污染，需要進行尾氣處理；
（4）依據氯氣與二氧化硫在水溶液中發(fā)生氧化還原反應生成鹽酸和硫酸結合硫酸和鹽酸無漂白性解答；
（5）配制450mL溶液，應選擇500ml容量瓶，依據m=CVM計算需要氫氧化鈉的質量．

解答 解：（1）使用分液漏斗時應取下塞子，使分液漏斗內的壓強等于大氣壓強，保證液體順利流出，打開分液漏斗，發(fā)現其中的液體不能流下，可能的原因是分液漏斗瓶塞未打開；
故答案為：分液漏斗上端活塞未打開；
（2）反應中高錳酸鉀中+7價錳降為氯化錳中+2價，高錳酸鉀做氧化劑，氯化氫中-1價氯部分升高為氯氣中0價，氯化氫做還原劑，依據得失電子守恒，則氯氣系數為5，高錳酸鉀系數為2，依據原子個數守恒，反應方程式：2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8 H₂O；反應中消耗2mol高錳酸鉀，則有10mol氯化氫被氧化，所以氧化劑和還原劑的物質的量之比為1：5；
故答案為：2；16；2；2；5；8；  1：5；
（3）濃鹽酸易揮發(fā)，制取的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大，氯化氫易溶于水，所以利用飽和食鹽水除去氯氣中混有的氯化氫氣體，減小氯氣溶解度，濃硫酸具有吸水性，能夠干燥氯氣；氯氣有毒，直接排放能夠引起污染，需要進行尾氣處理，氯氣能夠與氫氧化鈉溶液反應，可以用裝有氫氧化鈉溶液的E吸收過量的氯氣；
故答案為：吸收Cl₂中的HCl；吸收Cl₂中的H₂O；吸收尾氣，防止污染空氣；
（4）氯氣與二氧化硫在水溶液中發(fā)生氧化還原反應生成鹽酸和硫酸，反應的化學方程式為：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，鹽酸和硫酸不具有漂白性，
故答案為：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（5）配制450mL溶液，應選擇500mL容量瓶，需稱量的NaOH的質量為：0.4mol•L^-1×0.5L×40g/mol=8.0g，
故答案為：500 mL容量瓶；8.0 g．

點評 本題考查了氯溴碘的性質實驗，題目難度中等，涉及氧化還原反應的配平、一定物質的量濃度溶液的配制、化學方程式書寫等知識，明確氯氣的制備原理和性質是解題關鍵，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及靈活應用能力．