（17分）化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。（1）在实验室
（17分）化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。（1）在实验室中用浓盐酸与MnO 2 共热制取Cl 2 并进行相关实验。①下列收集Cl 2 的正确装置是 。 ②将Cl 2 通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是 。③设计实验比较Cl 2 和Br 2 的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和CCl 4 于试管中， 。（2）能量之间可以相互转化：电解食盐水制备Cl 2 是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO 4 (aq)，FeSO 4( aq)，CuSO 4( aq)；铜片，铁片，锌片和导线。①完成原电池甲的装置示意图，并作相应标注。 要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。②铜片为电极之一，CuSO 4( aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极 。③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是 ，其原因是 。（3）根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在（2）的材料中应选 作阳极。
| （1）①C（2分） ②Cl 2 、HClO、ClO － （3分） ③滴加NaBr溶液，振荡后静置，下层溶液呈红棕（或棕黄）色（3分，其他合理说法也给分） （2）①（3分，下列三种图像或其他合理画法均给分）  ②有红色固体析出，负极被腐蚀（1分，其他合理学科网答案也给分） ③甲（1分） 电池乙的负极可与CuSO 4 溶液直接发生反应，导致部分化学能转化为热能；电池甲的负极不与所接触的电解质溶液反应，化学能在转化为电能时损耗较小（3分，其他合理解释也可得分） （3）锌片（1分） |
（1）①集气瓶中使用单孔橡胶塞紧，只能进气，不能排气，则瓶内气体压强增大到一定程度，可能爆炸等，A项错误；倒立的集气瓶中有双孔橡胶塞，由于氯气的密度比空气大，氯气从长导管中进，不会排出瓶内上部的空气，而是直接沉底，从短导气管中逸出，因此不能排出空气收集氯气，B项错误；正立的集气瓶中有双孔橡胶塞，由于氯气的密度比空气大，氯气从长导管中进，先沉底并将底部空气排出，短导气管排出的气体通过倒扣漏斗、NaOH溶液吸收处理，既防止倒吸又防止污染空气，C项正确；氯气与NaOH溶液能反应，即Cl 2 +2NaOH==NaClO+NaCl+H 2 O，因此不能用排NaOH溶液的方法收集氯气，D项错误；②氯气与水发生可逆反应，生成盐酸和次氯酸，即Cl 2 +H 2 O H + +Cl － +HClO，所得氯水中含有三种分子四种离子，即H 2 O、Cl 2 、H + 、Cl － 、HClO、ClO － 、OH － ，其中具有强氧化性的含氯粒子是Cl 2 、HClO、ClO － ；③Cl 2 、Br 2 都是卤素单质，都是非金属单质，比较非金属单质氧化性强弱时，通过氯气与溴化钠溶液能否发生在置换反应、反应后四氯化碳层是否是橙色，可以判断氯气和溴单质的氧化性强弱，即设计的实验方案为：取少量新制氯水和CCl 4 于试管中，滴入足量或适量NaBr（或KBr、HBr）溶液，振荡、静置，溶液分层，下层液体是橙色，说明氯气与溴化钠（或KBr、HBr）溶液发生置换反应或Cl 2 +2NaBr==2NaCl+Br 2 （或Cl 2 +2KBr==2KCl+Br 2 、Cl 2 +2HBr==2HCl+Br 2 ），四氯化碳将生成的溴从水层萃取到下层，下层呈橙色，氯元素由0价将为—1价，溴元素由—1价降为0价，则Cl 2 是氧化剂，Br 2 是氧化产物，由于氧化剂的氧化性比氧化产物强，则氧化性：Cl 2 > Br 2 ；（2）①根据题给条件和原电池的构成条件可得，带盐桥的原电池甲可以设计锌铜原电池（或铁铜原电池、锌铁原电池），由于外电路中电子从左移向右，说明左边烧杯中电极的金属活动性较强，则左、右两边烧杯中电极材料及电解质溶液可以为锌片和硫酸锌溶液、铜片和硫酸铜溶液（或者铁片和硫酸亚铁、铜片和硫酸铜溶液，锌片和硫酸锌溶液、铁片和硫酸亚铁溶液）；②由于金属活动性：Zn>Fe>Cu，则原电池乙中铜片作正极，锌片或铁片作负极，工作一段时间后，负极金属锌或铁本身被腐蚀或被氧化，表面变黑，失去金属光泽，质量减轻，溶液中蓝色变浅；③甲、乙两种原电池都能将化学能转化为电能，其中带有盐桥的原电池甲中的负极金属锌和硫酸铜（或铁和硫酸铜）没有直接接触，二者不会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，几乎全部转化为电能；而原电池乙中的负极金属锌和硫酸铜（或铁和硫酸铜）直接接触，两者会直接发生置换反应，部分化学能会转化为热能，化学能不可能全部转化为电能【或无盐桥时，负极金属锌和硫酸铜（或铁和硫酸铜）直接接触，两者能直接发生置换反应而放热，化学能部分变为电能，部分变为热能】；（3）由牺牲阳极的阴极保护法可得，铁片作正极（阴极）时被保护，而铁作负极（阳极）时被腐蚀，为了减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在（2）的材料中应选择比铁活泼的锌片作负极（阳极），使铁片作正极（阴极），从而牺牲锌片保护铁片；不能选择铜片，因为铜作正极（阴极），而铁片作负极（阳极），此时铁片的腐蚀速率加快，而不是延缓。【学科网考点定位】本题以元素化合物性质和实验知识为载体，考查考生对常见元素的单质和重要化合物的主要性质的掌握程
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