Question

某课外活动兴趣小组欲用下列化学试剂在实验室里制取Cl₂并验证Cl₂的某些化学性质。实验试剂：3 mol·L^－1 H₂SO₄、1 mol·L^－1 NaOH溶液、MnO₂、KMnO₄、吸收少量SO₂的NaOH溶液、浓盐酸、紫色石蕊试液、饱和NaCl溶液、BaCl₂溶液、品红溶液。甲小组设计的实验装置图如下，在B中加入吸收少量SO₂的NaOH溶液，D中加入1 mol·L^－1 NaOH溶液。请回答下列问题：

Ⅰ. (1)写出仪器X的名称：________。

(2)写出A中发生反应的化学方程式：__________________________，不能用E装置代替

A装置的原因是__________________________________________。

(3)C装置的作用是_______________________________________。

(4)甲小组通过该实验要验证Cl₂的________(填“漂白性”、“还原性”或“氧化性”)。

(5)乙小组认为甲小组设计的实验装置有缺陷，请你帮助甲小组完善该装置。即还要在________和________(填“A”、“B”、“C”或“D”)装置间连接一个装有________的洗气装置。

Ⅱ.丙小组认为反应一段时间后，B装置溶液(强碱性)中肯定存在Cl^－、OH^－和SO₄^2—，可能还含有其他的阴离子。

请你设计实验帮助丙小组探究该吸收液中可能存在的其他阴离子。

(1)提出合理假设

假设1：只存在________，或只存在________。

假设2：可能两者都________(填“存在”或“不存在”)。

(2)请设计实验验证假设的正确性：_____________________________。

Answer

Ⅰ.(1)分液漏斗 (2)2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O KMnO4为易溶于水的粉末 (3)完全缓冲，防倒吸 (4)氧化性 (5)A B 饱和食盐水

Ⅱ.(1)ClO－ SO42— 不存在 (2)取适量吸收液于两支试管中，向一支试管中加入足量盐酸，若产生能使品红溶液褪色的气体，则有SO32—；向另一支试管中加入盐酸，再加几滴紫色石蕊试液，若溶液先变红后褪色，则有ClO－(其他合理答案也可)

【解析】 本题考查物质的制备及性质探究

Ⅰ.(1)仪器X是分液漏斗。(2)A是制备氯气的装置，用高锰酸钾与浓盐酸制备氯气不必加热，而用二氧化锰与浓盐酸制备氯气需要加热，所以A中发生的是高锰酸钾与浓盐酸的反应。高锰酸钾是粉末状固体，所以不能用E代替A。(3)C是缓冲瓶，起防倒吸的作用。(4)由于B中是吸收了少量SO2的NaOH溶液，即含有两种溶质：NaOH和Na2SO3。当氯气通入B溶液中时，氯气将其中的Na2SO3氧化，表现出氧化性。(5)浓盐酸有挥发性，挥发出的HCl气体会与B中溶质发生反应，对氯气与Na2SO3的反应产生干扰。

Ⅱ.(1)氯气与NaOH反应生成NaCl、NaClO，所以吸收液中可能含有ClO－。由于吸收液呈强碱性，所以氯气不足，SO32—可能有剩余。又由于ClO－与SO32—可发生氧化还原反应生成Cl－与SO42—，所以二者可能都没有剩余。(2)如果存在SO32—，加入足量稀盐酸会生成二氧化硫，二氧化硫能使品红溶液褪色；如果存在ClO－，加入足量稀盐酸会生成氯气，紫色石蕊试液遇氯气先变红后褪色。