Question

某研究性學習小組查閱資料得知，漂白粉與硫酸反應可以制得氯氣，化學方程式為：Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂SO₄

△   .

2CaSO₄+2Cl₂↑+2H₂O．他們設計了如下制取氯氣并驗證其性質的實驗．
試回答：
（1）該實驗中圖1A部分的裝置是圖2

b

（填寫裝置的序號）．
（2）請你設計一個實驗，證明洗氣瓶C中的Na₂SO₃已經被氧化（簡述實驗步驟）：

取少量溶液置于潔凈的試管中，向其中滴加稀鹽酸至不再產生氣體，再向其中滴入氯化鋇溶液，若產生白色沉淀，則證明亞硫酸鈉被氧化

．
（3）寫出D裝置中發生反應的離子方程式

Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO、H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O

．
（4）該實驗存在明顯的缺陷，請你提出改進的方法

將尾氣通入氫氧化鈉溶液中

．

Answer 1

分析：（1）根據反應物的狀態及反應條件選擇發生裝置；
（2）氯氣有強氧化性，亞硫酸根離子有還原性，所以氯氣和亞硫酸根離子能發生氧化還原反應生成硫酸根離子、氯離子和氫離子；如果亞硫酸鈉被氧化會生成硫酸鈉，根據硫酸根離子的檢驗方法檢驗即可；
（3）氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，鹽酸能和碳酸氫根離子反應生成二氧化碳；
（4）氯氣有刺激性氣味，尾氣不能直接排空，要用尾氣處理裝置處理．

解答：解：（1）該反應的反應物是固體和液體，反應條件是加熱，所以應選固液混合加熱型裝置，故選b；
（2）氯氣有強氧化性，亞硫酸根離子有還原性，所以氯氣和亞硫酸根離子能發生氧化還原反應生成硫酸根離子、氯離子和氫離子Cl₂+SO₃^2-+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺；如果亞硫酸鈉被氧化，會生成硫酸鈉，硫酸鈉和氯化鋇能發生 反應生成白色沉淀硫酸鋇，亞硫酸鋇也是沉淀，所以要先排除亞硫酸鹽的干擾，再用氯化鋇檢驗硫酸根離子，檢驗方法為取少量反應后的溶液于試管中，加入HCl溶液至不再產生氣體為止，再滴加BaCl₂溶液，如果有白色沉淀生成，證明Na₂SO₃已被氧化，
故答案為：取少量反應后的溶液于試管中，加入HCl溶液至不再產生氣體為止，再滴加BaCl₂溶液，如果有白色沉淀生成，證明Na₂SO₃已被氧化；
（3）氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，鹽酸是強酸，能和碳酸氫根離子反應生成二氧化碳和水，離子反應為HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，
故答案為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO、HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑；
（4）氯氣有刺激性氣味，尾氣不能直接排空，要用尾氣處理裝置進行處理，所以該裝置沒有尾氣處理裝置，改進方法為：將尾氣通入氫氧化鈉溶液中，
故答案為：將尾氣通入氫氧化鈉溶液中．

點評：本題考查了氯氣的制取和性質，難度不大，注意亞硫酸根離子的檢驗首先要排除硫酸根離子的干擾．