Question

實驗室用MnO₂和濃鹽酸制取氯氣并驗證氯氣的部分性質，實驗裝置如下圖所示。

（1）G裝置名稱___________________。A裝置的離子反應化學方程式是             ，氧化劑與還原劑的物質的量之比為      。
（2）B裝置的作用是_____________。
（3）實驗開始幾分鐘后，D裝置紅布條是否褪色__________，E裝置中觀察到的現象是_____________
_____________________________________________________________。
（4）裝置F中發生反應的化學方程式是_____________________________________________________。（5）F裝置后應再連接一個尾氣處理裝置，裝置里加入NaOH溶液，尾氣處理的離子反應方程式為_____
____________________________________________________。

Answer 1

（1）分液漏斗（1分）  MnO₂+4H⁺+2Cl^- Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O（2分）  1:2 （1分）
（2）除氯氣中的氯化氫（1分） （3） 不褪色， （1分） 先變紅后褪色 （1分）
（4）2Cl₂+2Ca(OH)₂＝CaCl₂+Ca(ClO）₂+2H₂O （2分） （5）Cl₂+2OH^-＝Cl^-+ClO^-+H₂O （2分）

試題分析：（1）根據裝置的特點可知，G裝置是分液漏斗；A裝置是制備氯氣的，反應的離子反應方程式是MnO₂+4H⁺+2Cl^- Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O。其中二氧化錳中Mn元素的化合價從＋4價降低到＋2價，得到2個電子，二氧化錳是氧化劑。氯化氫中氯元素的化合價從－1價升高到0價，失去1個電子，氯化氫是還原劑。根據電子得失守恒可知，氧化劑與還原劑的物質的量之比是1:2。
（2）由于濃鹽酸易揮發，生成的氯氣中含有氯化氫，所以B裝置的作用是除氯氣中的氯化氫。
（3）由于生成的氯氣先經過濃硫酸被干燥，干燥的氯氣不能使有色布條褪色，所以實驗開始幾分鐘后，D裝置紅布條不褪色。氯氣溶于水生成鹽酸和次氯酸，溶液具有酸性和強氧化性，所以E裝置中觀察到的現象是先變紅后褪色。
（4）氯氣是酸性氣體，與熟石灰反應生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，反應的化學方程式為2Cl₂+2Ca(OH)₂＝CaCl₂+Ca(ClO）₂+2H₂O。
（5）氯氣有毒需要尾氣處理，氯氣和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應的離子方程式為Cl₂+2OH^-＝Cl^-+ClO^-+H₂O。