Question

4．某化學學習小組設計下圖實驗裝置（夾帶裝置略去）制備Cl₂，并探究氯氣的相關性質．

（1）若A裝置中固體藥品為KClO₃，則反應中每生成1molCl₂時轉移電子的物質的量為$\frac{5}{3}$mol．
（2）裝置B的作用：除去氯氣中的氯化氫且能檢測實驗過程中裝置C是否發(fā)生堵塞．
（3）裝置C的作用是驗證氯氣是否具有漂白性，Ⅰ處是濕潤的有色布條，則Ⅱ、Ⅲ處應加入的物質分別是無水氯化鈣（硅膠、P₂O₅）、干燥的有色布條．
（4）設計裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性．請簡述能說明氯、溴、碘非金屬性強弱的實驗操作及現(xiàn)象：打開A中分液漏斗活塞，一段時間后，D中的無色溶液變?yōu)槌壬�（橙紅色或黃色），說明氯的非金屬性大于溴；打開D中活塞，將D中少量溶液放入裝置E中，振蕩，下層為紫紅色，說明溴的非金屬性大于碘．
（5）請用化學方程式說明裝置F的作用：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．
（6）甲同學提出，裝置F中的試劑可改用足量的Na₂SO₃溶液，乙同學認真思考后認為此法不可行．請用離子方程式解釋乙認為不可行的原因：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺，SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)氯酸鉀和濃鹽酸反應的化學方程式結合元素化合價變化計算電子轉移；
（2）反應生成物中含有雜質氯化氫、水蒸氣，所以飽和食鹽水吸收氯化氫氣體；長頸漏斗中液面變化情況，來分析整個裝置是否堵塞；
（3）驗證氯氣是否具有漂白性，要驗證干燥氯氣無漂白性，濕潤的有色布條中，氯氣和水反應生成次氯酸具有漂白性；
（4）依據(jù)氯氣和溴化鈉反應現(xiàn)象判斷氯氣氧化性大于溴單質，打開D裝置分液漏斗的活塞，滴入E中溴單質和碘化鉀反應生成碘單質，據(jù)此設計實驗步驟；
（5）F裝置是吸收過量的氯氣，防止污染空氣；
（6）依據(jù)亞硫酸鈉溶液中 通入氯氣反應生成硫酸鈉，同時生成的鹽酸和亞硫酸鈉反應會生成污染氣體二氧化硫．

解答 解：（1）若A裝置中固體藥品為KClO₃，和鹽酸反應的化學方程式為：KClO₃+6HCl=KCl+3Cl₂↑+3H₂O，反應生成3molCl₂，轉移電子5mol，則反應中每生成1mol Cl₂時轉移電子的物質的量為$\frac{5}{3}$，
故答案為：$\frac{5}{3}$；
（2）反應生成物中含有雜質氯化氫、水蒸氣，所以飽和食鹽水吸收氯化氫氣體；長頸漏斗中液面變化情況，來分析整個裝置是否堵塞，
故答案為：除去氯氣中的氯化氫且能檢測實驗過程中裝置C是否發(fā)生堵塞；
（3）裝置C的實驗目的是驗證氯氣是否具有漂白性，驗證氯氣是否具有漂白性，要驗證干燥氯氣無漂白性，濕潤的有色布條中，氯氣和水反應生成次氯酸具有漂白性，選項中abc的Ⅱ中都是干燥劑，再通入濕潤的有色布條不能驗證氯氣的漂白性，所以C中I、II、III依次放入濕潤的有色布條、無水氯化鈣（硅膠、P₂O₅），干燥的有色布條，
故答案為：無水氯化鈣（硅膠、P₂O₅）；干燥的有色布條；
（4）氯氣和溴化鈉反應現(xiàn)象判斷氯氣氧化性大于溴單質，打開D裝置分液漏斗的活塞，滴入E中溴單質和碘化鉀反應生成碘單質，實驗步驟為：打開A中分液漏斗活塞，一段時間后，D中的無色溶液變?yōu)槌壬�（橙紅色或黃色），說明氯的非金屬性大于溴；打開D中活塞，將D中少量溶液放入裝置E中，振蕩，下層為紫紅色，說明溴的非金屬性大于碘，
故答案為：打開A中分液漏斗活塞，一段時間后，D中的無色溶液變?yōu)槌壬�（橙紅色或黃色），說明氯的非金屬性大于溴；打開D中活塞，將D中少量溶液放入裝置E中，振蕩，下層為紫紅色，說明溴的非金屬性大于碘；
（5）F裝置是吸收過量的氯氣，防止污染空氣，反應的化學方程式為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，故答案為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（6）亞硫酸鈉溶液中通入氯氣反應生成硫酸鈉，反應的離子方程式為SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺，同時生成的鹽酸和亞硫酸鈉反應會生成污染氣體二氧化硫，反應的離子方程式為SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O，
故答案為：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺，SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O．

點評 本題考查了實驗室制氯氣的裝置分析，氯氣的性質應用，注意裝置連接的操作和實驗設計，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．