Question

9．氯氣和氯乙烯都是非常重要的化工產品，年產量均在10⁷ t左右．氯氣的實驗室制備和氯乙烯的工業(yè)生產都有多種不同方法．完成下列填空：
（1）實驗室制取純凈的氯氣，除了二氧化錳、濃鹽酸和濃硫酸．還需要飽和氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液（填寫試劑或溶液名稱）．
（2）實驗室用2.00mol/L鹽酸和漂粉精（成分為Ca（ClO）₂、CaCl₂）反應生成氯氣、氯化鈣和水，若產生2.24L（標準狀況）氯氣，發(fā)生反應的鹽酸100mL．
（3）實驗室通常用向上排空氣法收集氯氣．設計一個簡單實驗，驗證所收集的氯氣中是否含有空氣．用試管收集氯氣，收集滿后將試管倒立在氫氧化鈉溶液中，觀察試管內有無殘留氣體
（4）工業(yè)上用電石-乙炔法生產氯乙烯的反應如下：
CaO+3C$\stackrel{2200℃-2300℃}{→}$CaC₂+CO；CaC₂+2H₂O→HC≡CH↑+Ca（OH）₂；HC≡CH+HCl$→_{140℃-200℃}^{HgCl_{2}}$CH₂=CHCl
電石-乙炔法的優(yōu)點是流程簡單，產品純度高，而且不依賴于石油資源．電石-乙炔法的缺點是：高耗能 會污染環(huán)境．

Answer 1

分析 （1）依據濃鹽酸具有揮發(fā)性，制取的氯氣中含有水蒸氣和氯化氫，要想制取純凈的氯氣需要除去氯化氫和水蒸氣，氯氣有毒，過量的氯氣應進行尾氣處理；
（2）依據反應方程式：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O計算解答；
（3）氯氣可與氫氧化鈉溶液反應，如含有空氣，則與氫氧化鈉反應后試管內有殘留氣體；
（4）依據反應流程判斷，此方法缺點：高能耗、會污染環(huán)境、使用有毒的原料不符合綠色化學等．

解答 解：（1）濃鹽酸具有揮發(fā)性，制取的氯氣中含有水蒸氣和氯化氫，要想制取純凈的氯氣需要除去氯化氫和水蒸氣，應依次通過盛有飽和食鹽水的洗氣瓶、濃硫酸的洗氣瓶，氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，氯氣能夠與氫氧化鈉反應，可以用氫氧化鈉吸收過量的氯氣，所以除了二氧化錳、濃鹽酸和濃硫酸，還需要：
飽和氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液；
故答案為：飽和氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液；
（2）2.24L氯氣的物質的量為$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，反應的離子方程式為ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O，生成0.1mol氯氣需要消耗鹽酸的物質的量為0.2mol，消耗鹽酸的體積為$\frac{0.2mol}{2mol/L}$=0.1L，即100mL；
故答案為：100；
（3）氯氣可與氫氧化鈉溶液反應，如含有空氣，則與氫氧化鈉反應后試管內有殘留氣體，所以檢驗方法為：用試管收集氯氣，收集滿后將試管倒立在氫氧化鈉溶液中，觀察試管內有無殘留氣體；
故答案為：用試管收集氯氣，收集滿后將試管倒立在氫氧化鈉溶液中，觀察試管內有無殘留氣體；
（4）依據反應流程判斷，此方法缺點在于：高能耗、會污染環(huán)境、使用有毒的原料不符合綠色化學，
故答案為：高耗能  會污染環(huán)境．

點評 本題考查氯氣的制備和性質的檢驗，熟悉氯氣制備原理是解題關鍵，題目難度不大．