Question

某兴趣小组利用文献资料设计方案对氯及其化合物进行探究。

Ⅰ.用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气

（1）该小组利用右图装置及试剂制备并收集适量Cl₂，装置B、C的作用分别是___________、_______________。

（2）制得的氯气中加入适量水，得到饱和氯水，饱和氯水中含氯元素的微粒有____________（写出全部微粒）。

（3）饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HC1O溶液的方法之一。在过量的石灰石中加入饱和氯水充分反应，有少量气泡产生，溶液浅黄绿色褪去，过滤，得到的滤液其漂白性比饱和氯水更强。

①滤液漂白性增强的原因是________________（用化学平衡移动原理解释）。

②饱和氯水与石灰石反应生成HC1O的方程式是___________________。

Ⅱ. ClO₃^—、Cl^—和H⁺反应的探究

（4）KClO₃、KCl与硫酸可以反应。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应的影响，实验记录如下（实验在室温下进行）：

烧杯编号	1	2	3	4
氯酸钾饱和溶液	1mL	1mL	1mL	1mL
氯化钾固体	1g	1g	1g	1g
水	8mL	6mL	3mL	0mL
硫酸（6mol/L）	0mL	2mL	(____)mL	8mL
现象	无现象	溶液呈浅黄色	溶液呈黄绿色，生成浅黄绿色气体	溶液呈黄绿色， 生成黄绿色气体

①该系列实验的目的_______________________。

②烧杯3取用硫酸的体积应为______________mL。

（5）该小组同学查资料得知：将氯酸钾固体和浓盐酸混合也能生成氯气，同时有大量ClO₂生成；ClO₂沸点为10℃，熔点为－59℃，液体为红色；Cl₂沸点为－34℃，液态为黄绿色。设计最简单的实验验证Cl₂中含有ClO₂______________________。

Answer

收集氯气 防止D中的溶液进入B Cl2 、Cl—、ClO—、HClO Cl2 + H2OHClO+HCl，CaCO3与盐酸反应使平衡正移，增大HClO的浓度，漂白效果增强 CaCO3+2Cl2 +H2O==2 HC1O + CO2+ CaCl2 其他条件相同时，氢离子浓度不同对化学反应速率的影响 5 收集一试管气体，盖上胶塞，放入冰水混合物中，观察液体（或气体）颜色变化

【解析】

试题（1）氯气的密度比空气大，用向上排空气法收集，所以装置B的作用为收集氯气，氯气有毒，用NaOH溶液进行尾气吸收，为防止倒吸，装置C的作用是防止D中的溶液进入B。

（2）氯气溶于水并与水发生反应，Cl2+H2OH＋+Cl－+HClO，得到的氯水呈黄绿色，说明含有Cl2，所以饱和氯水中含氯元素的微粒有Cl—Cl2ClO—HClO。

（3）①Cl2 + H2OHClO+HCl；CaCO3与盐酸反应使平衡正移，增大HClO的浓度，漂白效果增强，所以在过量的石灰石中加入饱和氯水充分反应，有少量气泡产生，溶液浅黄绿色褪去，过滤，得到的滤液其漂白性比饱和氯水更强。

②根据上述现象，饱和氯水与石灰石反应生成HC1O的方程式是CaCO3+2Cl2 +H2O==2 HC1O + CO2+ CaCl2。

（4）①根据表格提供的信息，该反应在常温下进行，温度相同，每次试验时，氯酸钾溶液和氯化钾溶液的浓度相同，只有硫酸的用量不同，即氢离子浓度不同，所以该系列实验的目的是其他条件相同时，氢离子浓度不同对化学反应速率的影响；

②根据表格提供的信息，混合溶液的总体积均为9mL，所以烧杯3取用硫酸的体积应为9-1-3=5mL。

（5）因为ClO2沸点为10℃，熔点为－59℃，液体为红色；Cl2沸点为－34℃，液态为黄绿色，所以要验证Cl2中是否含有ClO2，简单的操作为收集一试管气体，盖上胶塞，放入冰水混合物中，观察液体（或气体）颜色变化即可。