二氧化氯是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂，是一种黄绿色气体，易溶于水，浓度过大时易发生分解爆炸。近来有学者发现使用复合法发生器进行消毒的水中含有中等毒性的，进一步研究表明是由于制备过程中未完全反应的原料液进入水体引起的。实验室模拟复合法二氧化氯发生器反应工艺，探索反应温度对氯酸盐残留量的影响。实验原理：溶液（质量分数33.3%）与盐酸溶液（HCl质量分数）经计量泵按1∶1比例进入反应残液一同混合形成二氧化氯复合消毒液模拟实验装置：实验步骤：ⅰ．将溶液与盐酸溶液按1∶1比例加入烧瓶1中，产生黄绿色气体后通入高纯；ⅱ．反应90分钟，将5个口瓶内的液体和烧瓶内的反应残液一同倒入一个棕色广口瓶内，形成浓度均匀的复合二氧化氯消毒液；ⅲ．分别在反应温度20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃重复上述过程；ⅳ．测试复合二氧化氯消毒液中各组分浓度，收集整理数据。

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1. 二氧化氯 $\text{[math]}$ 是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂，是一种黄绿色气体，易溶于水，浓度过大时易发生分解爆炸。近来有学者发现使用复合法 $\text{[math]}$ 发生器进行消毒的水中含有中等毒性的 $\text{[math]}$ ，进一步研究表明 $\text{[math]}$ 是由于 $\text{[math]}$ 制备过程中未完全反应的 $\text{[math]}$ 原料液进入水体引起的。实验室模拟复合法二氧化氯发生器反应工艺，探索反应温度对氯酸盐残留量的影响。实验原理： $\text{[math]}$ 溶液（质量分数33.3%）与盐酸溶液（HCl质量分数 $\text{[math]}$ ）经计量泵按1∶1比例进入反应残液一同混合形成二氧化氯复合消毒液模拟实验装置：

实验步骤：

ⅰ．将 $\text{[math]}$ 溶液与盐酸溶液按1∶1比例加入烧瓶1中，产生黄绿色气体后通入高纯 $\text{[math]}$ ；

ⅱ．反应90分钟，将5个口瓶内的液体和烧瓶内的反应残液一同倒入一个棕色广口瓶内，形成浓度均匀的复合二氧化氯消毒液；

ⅲ．分别在反应温度20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃重复上述过程；

ⅳ．测试复合二氧化氯消毒液中各组分浓度，收集整理数据。

(1) 用来滴加反应液的仪器名称：；为确保实验准确性，控制反应温度，发生装置选择的加热方式：。

(2) 烧瓶1中反应的化学方程式：。

(3) 若已知所用盐酸的密度是 $\text{[math]}$ ，则盐酸的浓度是：。

(4) 通入高纯 $\text{[math]}$ 的作用：。

(5) $\text{[math]}$ 转化率及 $\text{[math]}$ 产率随温度的变化如图，据图可知，随反应温度的提高，氯酸盐残留量（填“升高”或“降低”）；改变反应时间，重复实验， $\text{[math]}$ 产率随温度变化趋势均如图所示，不考虑有副反应发生，试分析90℃时 $\text{[math]}$ 产率降低的可能原因。

(6) 二氧化氯可氧化 $\text{[math]}$ 等金属离子，还可杀菌消毒，下列与二氧化氯杀菌消毒原理一致的是。

a．臭氧浴足盆 b．酒精消毒 c．明矾净水

【考点】

氯气的实验室制法;

【答案】

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实验探究题普通

1. 我们在实验室常用二氧化锰与浓盐酸共热的方法制备氯气，反应原理与装置如下：MnO₂ + 4HCl(浓) $\text{[math]}$ MnCl₂ + Cl₂↑+ 2H₂O

实验探究题普通

在无水三氯化铝的催化作用下，利用乙醇制备乙烯的反应温度是 $\text{[math]}$ 。某兴趣小组据此设计如下图所示实验，合成无水 $\text{[math]}$ 并完成乙烯的制备及收集。

Ⅰ.无水 $\text{[math]}$ 的制备

（1） $\text{[math]}$ 中盛装浓盐酸的仪器名称为。

（2）装置 $\text{[math]}$ 中发生的化学方程式为。

（3）硬质玻璃管直接接入收集器的优点是。

（4）装置F中的药品名称是。

Ⅱ.乙烯的制备及收集

实验过程：检验装置气密性后，在圆底烧瓶中加入5g无水三氯化铝和10mL无水乙醇，点燃酒精灯加热。

（5）该催化机理如下图所示，写出此反应历程中生成 $\text{[math]}$ 的反应方程式。

（6）实验装置中还缺少的仪器是。加入药品后，开始实验前，应先打开止水夹(填“1”、“2”或“1”和“2”)，反应进行一段时间后，出现现象，再关闭相应止水夹。

（7）B中无水氯化钙的作用是。

（8）与教材中用乙醇和浓硫酸制备乙烯相比，用三氯化铝做催化剂制备乙烯的优点有(任写两点)。

实验探究题普通

3. 如图是某同学设计的制备少量氯气并进行系列实验的装置（夹持及加热仪器已略）．

(1) 若装置A中制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸，请写出装置A中的化学反应方程式：；实验室也可用高锰酸钾制氯气：2KMnO₄+16HCl（浓）=5Cl₂↑+2MnCl₂+2KCl+8H₂O

该反应中的氧化剂是，若消耗0.2mol氧化剂，则被氧化的还原剂的物质的量是 mol；

(2) 装置B中饱和食盐水的作用是；

(3) 装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中I、II、III依次放入（填编号）；（碱石灰为NaOH与CaO混合物，无水氯化钙为中性干燥剂）

	a	b	c	d
I	干燥的有色布条	干燥的有色布条	湿润的有色布条	湿润的有色布条
II	碱石灰	无水氯化钙	碱石灰	无水氯化钙
III	湿润的有色布条	湿润的有色布条	干燥的有色布条	干燥的有色布条

(4) 设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱．当向D中缓缓通入少量氯气时，可以看到D中无色溶液逐渐变为色，若打开D装置的活塞，使D中溶液滴入E装置（KI溶液与CCl₄），振荡锥形瓶后静置一会儿，可以观察到的现象是；

(5) 装置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯，试写出相应的化学方程式．

实验探究题普通

序号	物质a	C中实验现象
序号	物质a	通入Cl₂前	通入Cl₂后
I	水	得到无色溶液	产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
II	5%NaOH溶液	产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀	棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
III	40%NaOH 溶液	产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀	棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀

	实验操作	试剂	产物
I		较浓H₂SO₄	有Cl₂
II		a	有Cl₂
III		a+b	无Cl₂

实验序号	试样	测试温度/℃	电导率/ $\text{[math]}$
1	Ⅰ：25℃的 $\text{[math]}$ 饱和溶液	25	$\text{[math]}$
2	Ⅱ：35℃的 $\text{[math]}$ 饱和溶液	35	$\text{[math]}$
3	Ⅲ：45℃的 $\text{[math]}$ 饱和溶液	45	$\text{[math]}$

实验序号	试样	测试温度/℃	电导率/ $\text{[math]}$
4	Ⅰ		$\text{[math]}$
5			$\text{[math]}$