《2026年新高考5年真题高中化学全一册通用版广东专版》

17. (15 分) 含氯物质在生产生活中有重要作用。1774 年, 舍勒在研究软锰矿 (主要成分是 MnO₂) 的过程中, 将它与浓盐酸混合加热, 产生了一种黄绿色气体。1810 年, 戴维确认这是一种新元素组成的单质, 并命名为 chlorine (中文名“氯气”)。
(1) 实验室沿用舍勒的方法制取 Cl₂ 的化学方程式为 $\mathrm{MnO_2 + 4HCl(浓) \xlongequal{\triangle} Cl_2 \uparrow + MnCl_2 + 2H_2O}$。
(2) 实验室制取干燥 Cl₂ 时, 净化与收集 Cl₂ 所需装置的接口连接顺序为 $\mathrm{c \longrightarrow d \longrightarrow b \longrightarrow a \longrightarrow e}$。

(3) 某氯水久置后不能使品红溶液褪色, 可推测氯水中 $\mathrm{HClO}$ 已分解。检验此久置氯水中 Cl⁻ 存在的操作及现象是 取少量久置氯水于试管中，向其中滴加少量硝酸酸化后的硝酸银溶液，出现白色沉淀。
(4) 某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务 通过测定溶液电导率, 探究温度对 AgCl 溶解度的影响。
②查阅资料 电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时, 强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大; 离子浓度一定时, 稀溶液电导率随温度的升高而增大。25 ℃ 时, K_sp(AgCl) = 1.8×10⁻¹⁰。
③提出猜想 猜想 a: 较高温度的 AgCl 饱和溶液的电导率较大。
猜想 b: AgCl 在水中的溶解度 s(45 ℃) ＞ s(35 ℃) ＞ s(25 ℃)。
④设计实验、验证猜想 取试样 I、II、III (不同温度下配制的 AgCl 饱和溶液), 在设定的测试温度下, 进行表 1 中实验 1~3, 记录数据。

⑤数据分析、交流讨论 25 ℃ 的 AgCl 饱和溶液中, c(Cl⁻) = $\sqrt{1.8 × 10^{-5}}$或$1.34 × 10^{-5}$ mol·L⁻¹。实验结果为 A₃ ＞ A₂ ＞ A₁。小组同学认为, 此结果可以证明③中的猜想 a 成立, 但不足以证明猜想 b 成立。结合②中信息, 猜想 b 不足以成立的理由有 测试温度不同，根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度。
⑥优化实验 小组同学为进一步验证猜想 b, 在实验 1~3 的基础上完善方案, 进行实验 4 和 5。请完成表 2 中内容。

⑦实验总结 根据实验 1~5 的结果, 并结合②中信息, 小组同学认为猜想 b 也成立。猜想 b 成立的判断依据是 若$A_3 ＞ B_2 ＞ B_1$，则猜想b成立。

答案： 17.参考答案
(1)$\mathrm{MnO_2 + 4HCl(浓) \xlongequal{\triangle} Cl_2 \uparrow + MnCl_2 + 2H_2O}$
(2)$\mathrm{c \longrightarrow d \longrightarrow b \longrightarrow a \longrightarrow e}$
(3)$\mathrm{HClO}$取少量久置氯水于试管中，向其中滴加少量硝酸酸化后的硝酸银溶液，出现白色沉淀
(4)⑤$\sqrt{1.8 × 10^{-5}}$或$1.34 × 10^{-5}$ 测试温度不同，根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度
(5)⑥$45$ Ⅱ $45$
(6)若$A_3 ＞ B_2 ＞ B_1$，则猜想b成立
命题意图本题考查氯气制备、氯水成分、$\mathrm{HClO}$的性质、$\mathrm{Cl^-}$检验、溶度积计算及影响电导率的因素探究，意在考查分析和解决化学问题的能力，以及化学实验与探究的能力。
解题思路
(1)由题可知,舍勒制备氯气的化学方程式是$\mathrm{MnO_2 + 4HCl(浓) \xlongequal{\triangle} Cl_2 \uparrow + MnCl_2 + 2H_2O}$。
(2)舍勒法制备的氯气中含水蒸气和HCl气体杂质，先将混合气体通入饱和食盐水，除去HCl气体杂质，再通入浓硫酸干燥，最后收集干燥纯净的气体并处理尾气，正确的装置接口顺序是$\mathrm{c \longrightarrow d \longrightarrow b \longrightarrow a \longrightarrow e}$。
(3)氯水成分中的$\mathrm{HClO}$不稳定，久置分解生成HCl和氧气。在久置氯水中滴加硝酸银溶液，溶液出现白色沉淀，说明久置氯水中存在$\mathrm{Cl^-}$。
(4)⑤$K_{sp}(\mathrm{AgCl}) = c(\mathrm{Ag^+}) · c(\mathrm{Cl^-}) = c^2(\mathrm{Cl^-}) = 1.8 × 10^{-10}$，则$c(\mathrm{Cl^-}) = \sqrt{1.8 × 10^{-5}}\ \mathrm{mol· L^{-1}} = 1.34 × 10^{-5}$。实验1~3中，不同的饱和溶液浓度不同且测试温度不同,根据资料显示离子浓度一定时，稀溶液电导率随温度的升高而增大，所以根据实验1~3无法判断温度较高的饱和溶液离子浓度大，进而不能得出溶解度关系。
(5)如果要判断$\mathrm{AgCl}$在水中的溶解度随温度的变化情况,可以设计不相同温度下的饱和溶液在相同温度下测试，如果温度较高下的饱和溶液电导率比温度较低的饱和溶液电导率高，则可以得出温度升高饱和溶液中离子浓度高。所以可以设计试样Ⅰ在$45\ \mathrm{° C}$下测试与实验3比较；设计试样Ⅱ在$45\ \mathrm{° C}$下测试与实验3比较。
(6)若$A_3 ＞ B_2 ＞ B_1$，则猜想b成立。