Question

【題目】某校化學興趣小組為研究Cl2的性質，設計如圖所示裝置進行實驗

(1)實驗室以二氧化錳和濃鹽酸制備氯氣的化學方程式為_______________。

(2)裝置Ⅱ的作用是____________________________________。

(3)實驗過程中，裝置Ⅳ中的實驗現象為_________________________；發生反應的化學方程式為_______________________________。

(4)實驗結束后，該組同學在裝置Ⅲ中(a是干燥的品紅試紙，b是潮濕的品紅試紙)觀察到b的紅色褪去，但是并未觀察到“a無明顯變化”這一預期現象。為了達到這一實驗目的，你認為還需在上圖裝置_______與_____________之間添加下圖中的_____________裝置(填序號)，該裝置的作用是____________。

(5)裝置V的目的是防止尾氣污染空氣，寫出裝置V中發生反應的化學方程式：_________________。

(6)將8.7 g MnO2與含HCl 14.6 g的濃鹽酸共熱制Cl2，甲同學認為可制得Cl2 7.1 g，乙同學認為制得Cl2的質量小于7.1 g，你認為__________(填“甲”或“乙”)同學正確，原因是 ___________________。

Answer 1

【答案】MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 除去氯氣中的氯化氫氣體 無色溶液變藍色 Cl2＋2KI===I2＋2KCl Ⅱ Ⅲ ④ 干燥Cl2 Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O 乙 隨著反應進行，濃鹽酸濃度會降低，稀鹽酸與MnO2不反應

【解析】

本題是實驗室制備Cl2和驗證Cl2某些性質的實驗。裝置I是實驗室制Cl2的裝置，裝有飽和食鹽水的洗氣瓶是為了除去Cl2中的HCl氣體，裝置III是檢驗氯水的漂白性，同時驗證Cl2無漂白性，IV裝置驗證Cl2的氧化性，最后裝置V吸收多余的Cl2，防止污染空氣。

(1)實驗室用二氧化錳和濃鹽酸共熱制備氯氣，其化學方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。

(2)濃鹽酸能揮發出HCl氣體，制得的氯氣中會混有HCl氣體，而Cl2在飽和食鹽水中溶解度最小，HCl氣體又極易溶于水，所以裝置II的作用是除去氯氣中的氯化氫氣體。

(3)因為Cl2的氧化性大于I2，Cl2通入無色的KI溶液中發生反應：2KI+Cl2=I2+2KCl，I2能使淀粉變藍，所以裝置IV中的實驗現象為無色溶液變藍色，發生反應的化學方程式為2KI+Cl2=I2+2KCl。

(4)氯氣通過飽和食鹽水時會帶出水蒸氣，潮濕的Cl2中會生成HClO，HClO具有漂白性，所以a處干燥的品紅試紙褪色。若使“a無明顯變化”，則必須在氯氣進入裝置III前除去氯氣中的水蒸氣，故需要在裝置II和裝置III之間連接一干燥裝置，且所選干燥劑不能與Cl2反應，NaHCO3溶液、堿石灰、NaOH溶液均可與Cl2反應，所以只能選擇裝置④，放在裝置II與裝置III之間。

(5)Cl2有毒，且易與NaOH反應，因NaOH溶液濃度較大，能充分吸收多余的Cl2，防止Cl2污染空氣，其發生反應的化學方程式是Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。

(6)8.7gMnO2的物質的量==0.1mol，14.6gHCl的物質的量==0.4mol，根據反應方程式MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O可知，只有0.1molMnO2和0.4molHCl恰好完全反應才能產生0.1molCl2（即7.1gCl2）；但是，反應過程中隨著HCl逐漸消耗以及反應生成水，使得濃鹽酸逐漸變稀，而稀鹽酸不能跟MnO2反應，因此0.1molMnO2和0.4molHCl不能完全反應，所以產生的Cl2小于0.1mol（即產生的Cl2質量小于7.1g），乙同學正確。