Question

【題目】某化學學習小組設計下圖實驗裝置(夾帶裝置略去)制備Cl2，并探究氯氣的相關性質。

已知: 硫代硫酸鈉(Na2S2O3)溶液在工業上可作脫氯劑。

(1)若A裝置中固體藥品為KMnO4，產生標況下3.36L氯氣時，被氧化的HCl的物質的量為___。

(2)裝置B的作用是_____________。

(3)裝置C的作用是探究氯氣與Na2S溶液反應。反應開始后，觀察到C中產生黃色沉淀。寫出該反應的化學方程式_____________。

(4)裝置D的作用是驗證氯氣是否具有漂白性，I處是濕潤的有色布條，則II、III處應加入的物質分別是__________、____________。

【探究與反思】

按圖中設計裝置進行實驗，甲同學觀察到C中先產生黃色沉淀。但是長時間通入氯氣后，溶液又變澄清，該同學思考后設計如下實驗檢驗C中生成物的成分。

實驗操作步驟:

①取少量原Na2S溶液于小試管中，滴加BaCl2溶液，無明顯現象；

②取少量反應后C中澄清溶液于小試管中，滴加過量的鹽酸，無氣泡冒出，再滴加BaCl2溶液，產生白色沉淀。

(5)該同學根據實驗現象得出結論:裝置C 中生成的含硫元素的物質是______ (填化學式)。推測過量的氯氣與Na2S溶液反應的離子方程式為________________。

(6)請用離子方程式說明裝置E的作用______________。

(7)乙同學認真思考后認為裝置E中的試劑不合理。請用離子方程式和必要的文字解釋原因:________________________________。

Answer 1

【答案】 0.30 mol 除去氯氣中的氯化氫，平衡壓強 Cl2+Na2S==2NaCl+S↓ 無水氧化鈣(或硅膠或P2O5) 干燥的有色布條 Na2SO4 S2-+ 4Cl2 + 4H2O=SO42- + 8Cl-+ 8H+ S2O32- + 4Cl2 + 5H2O=2SO42- + 8Cl-+ 10H+ 因為吸收氯氣后，溶液中產生大量的H+，與足量的Na2S2O3發生反應S2O32-+2H+=S ↓+SO2 ↑+H2O，產生有毒氣體，污染空氣。

【解析】(1)若A裝置中固體藥品為KMnO4，和鹽酸反應的化學方程式為：2KMnO4+16HCl=2KCl+ 2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，反應生成標況下3.36L氯氣時，即0.15molCl2，轉移電子0.3mol，則被氧化的HCl的物質的量為0.3mol，故答案為：0.3mol；

(2)反應生成物中含有雜質氯化氫、水蒸氣，所以飽和食鹽水吸收氯化氫氣體；長頸漏斗中液面變化情況，來平衡壓強，故答案為：除去氯氣中的氯化氫，平衡壓強；

(3)裝置C的作用是探究氯氣與Na2S溶液反應。反應開始后，觀察到C中產生黃色沉淀，為S沉淀，反應的化學方程式為Cl2+Na2S==2NaCl+S↓，故答案為：Cl2+Na2S==2NaCl+S↓；

(4)裝置C的實驗目的是驗證氯氣是否具有漂白性，驗證氯氣是否具有漂白性，要驗證干燥氯氣無漂白性，濕潤的有色布條中，氯氣和水反應生成次氯酸具有漂白性，選項中abc的Ⅱ中都是干燥劑，再通入濕潤的有色布條不能驗證氯氣的漂白性，所以C中I、II、III依次放入濕潤的有色布條、無水氯化鈣(硅膠、P2O5)，干燥的有色布條，故答案為：無水氯化鈣(硅膠、P2O5)；干燥的有色布條；

(5)裝置C中滴加過量的鹽酸，無氣泡冒出，再滴加BaCl2溶液，產生白色沉淀，說明生成了硫酸根離子，即生成的含硫元素的物質為硫酸鈉，因此過量的氯氣與Na2S溶液反應的離子方程式為S2-+4Cl2+4H2O=SO42-+8Cl-+8H+，故答案為：Na2SO4；S2-+4Cl2+4H2O=SO42-+8Cl-+8H+；

(6) 硫代硫酸鈉(Na2S2O3)溶液在工業上可作脫氯劑，說明硫代硫酸鈉具有還原性，可以吸收多余的氯氣，反應的離子方程式為S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+，故答案為：S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+；

(7)吸收氯氣后，溶液中產生大量的H+，與足量的Na2S2O3發生反應S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O，產生有毒氣體，污染空氣，因此裝置E中的試劑不合理，故答案為：因為吸收氯氣后，溶液中產生大量的H+，與足量的Na2S2O3發生反應S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O，產生有毒氣體，污染空氣。