Question

已知Cl₂和堿溶液在不同條件下，得到的產物不同。某興趣小組用下圖所示裝置制取氯酸鉀、次氯酸鈉和探究氯水的性質。（3Cl₂+6KOHKClO₃+5KCl+3H₂O ）

圖中：A為氯氣發生裝置；B的試管里盛有15 mL 30% KOH溶液，并置于水浴中；C的試管里盛有15 mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；D的試管里加有紫色石蕊試液。請填寫下列空白：
（1）制取氯氣時，在圓底燒瓶里加入一定質量的二氧化錳，通過             (填儀器名稱)向圓底燒瓶中加入適量的濃鹽酸。裝置A中反應的離子方程式為                   。需要向燒瓶中加碎瓷片嗎？           （選填：“需要”、“不需要”）。
（2）反應結束后，燒瓶里的溶液          。
A一定顯酸性；B可能顯酸性，也可能為中性；C只有氧化性；D只有還原性；E既有氧化性又有還原性
（3）反應完畢，B試管中有少量晶體析出，經冷卻后，有大量晶體析出。圖中符合該晶體溶解度曲線的是      (填編號字母)；從B的試管中分離出該晶體必須用到的玻璃儀器有                              。

（4）該小組同學發現制得的氯酸鉀產量偏低，可能的一種原因是Cl₂中含有HCl氣體。對此問題可以通過改進實驗裝置的方法進行避免。方法是                           。
（5）實驗中可觀察到D的試管里溶液的顏色由紫色先變為_________色，最終變為________色。
（6）C裝置中反應完畢的現象是______________________________________________。
（7）請在裝置圖方框中畫出缺少的實驗裝置，并注明試劑。

Answer 1

分液漏斗（1分）；MnO₂+4H⁺+2Cl^-Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O（2分）（化學式錯誤、未配平無分。掉、錯反應條件；掉、錯關鍵箭頭；等號用成箭頭或可逆符號；合計扣1分。此標準下同）。不需要（1分）（所有選填，必須遵守試題說法，否則不給分，例如本空填“不”不給分。此標準下同）
（2）AE（2分）（全對得2分，對而不全得1分，其余不得分）
（3）M（1分）；漏斗（或普通漏斗、三角漏斗）、玻璃棒（不能寫為玻棒）、燒杯（或小燒杯）（1分）   （全對才能得1分）
（4）在A、B裝置之間加一個盛飽和食鹽水的試管（或洗氣瓶、試劑瓶）（2分）（位置1分、試劑1分。獨立采分。某點錯，不影響另一點得分。位置：A后或B前不得分。試劑：飽和必須有，NaCl可以是其它溶解度較大的鹽酸鹽。）
（5）紅（1分）；無（1分） （6）C中試管上部空間充滿黃綠色氣體（1分，其他合理答案給分）
（7）①試劑為強堿溶液（濃度不作要求）（1分）。②導管要通入液面至少1/3，太淺不可 ③ 是一個敞口體系。（1分）（①和②③分開采分，彼此不牽連。②③錯一條，則第2分不給。）

試題分析：（1）向燒瓶中加熱濃鹽酸，需要借助于分液漏斗。在加熱的條件下二氧化錳氧化濃鹽酸生成氯氣，反應的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；由于在反應中二氧化錳不溶于水，以固體的形式存在，因此反應中不需要再加熱碎瓷片。
（2）由于在反應過程中濃鹽酸的濃度逐漸降低，而二氧化錳不能氧化稀鹽酸，所以反應結束后鹽酸一定剩余，溶液顯酸性。同時反應中還生成氯化錳具有還原性。而溶液中的氫離子還具有氧化性，所以答案選AE。
（3）冷卻后有大量晶體析出，這說明該物質的溶解度受溫度的影響較大。且溶解度隨溫度的升高而增大，所以符合條件的曲線是M。從溶液中分離出固體的操作是過濾，需要的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯。
（4）由于氯化氫極易溶于水，氯氣在水中的溶解度較小，所以要除去氯氣中的氯化氫氣體，可以通入到盛有飽和食鹽水的洗氣瓶中，即正確做法是在A、B裝置之間加一個盛飽和食鹽水的洗氣瓶。
（5）氯氣溶于水生成鹽酸與次氯酸。溶液顯酸性，則石蕊試液變為紅色。又因為次氯酸還具有強氧化性，能漂白酸堿指示劑，因此溶液最終變為無色。
（6）在冰水浴中氯氣與氫氧化鈉溶液的反應很慢，且氯氣在水中的溶解度很小，所以C裝置中反應完畢的現象是C中試管上部空間充滿黃綠色氣體。
（7）氯氣有毒，需要尾氣處理，一般用氫氧化鈉溶液吸收，則實驗裝置圖為。