Question

化學實驗興趣小組在實驗室進行氫氣在氯氣中的燃燒實驗

（一）設計如下圖所示裝置I制備和收集干燥純凈的氯氣以備后續實驗：

①燒瓶中發生反應的離子方程式為：                                        ；

②請根據實驗目的將裝置I中虛線框內裝置補充完整并在括號內注明所需試劑；

（二）在右圖所示裝置II中，在試管中先加入過量鐵粉，再滴入少量CuSO₄溶液，最后加入一定量稀鹽酸，塞上膠塞，觀察到有大量氣泡產生。

①檢查制取氫氣裝置氣密性的操作方法是                 

                                                  

②當點燃氫氣后，將導管伸入盛有氯氣的集氣瓶中，觀察到的現象是                                                          

③試管中加入少量CuSO₄溶液的作用是             ，其原理是              

                                                        

（三）當氫氣停止燃燒后，取出導管，同學們進行了分組探究實驗，A組同學發現制取氫氣后的試管中還有較多固體剩余。同學們將足量氯氣通入試管中，發現固體全部消失，但未觀察到有氣泡產生。請解釋可能原因（用離子方程式表示）：                   

                                      ；B組同學向集氣瓶中注入適量水，用力振蕩后，向其中滴入少量Na₂S₂O₃溶液，發現溶液中沒有出現黃色沉淀，但再向溶液中滴入稀鹽酸酸化的氯化鋇溶液后，生成了白色沉淀。（已知Na₂S₂O₃+ H₂SO₄= Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+ H₂O），同學們分析是由于集氣瓶中還有少量氯氣殘留的緣故。可以解釋該實驗現象的兩個離子方程式是：

①                                                          

②                                                          

Answer 1

（一）：①MnO₂+4H⁺+2Cl^—Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O（2分） 

②畫圖略（2分）   飽和食鹽水、濃硫酸（2分）；

（二）：①將導氣管末端插入水槽中，用手握住試管，在導氣管末端會有氣泡產生。松開手后，導氣管末端有一段水柱上升，則證明該裝置的氣密性良好（2分，未答“水柱上升”扣1分）；

②氫氣安靜地燃燒，發出蒼白色火焰，瓶口出現白霧（3分，3點各1分）   

③ 加快反應速率（1分），與Zn反應生成Cu，形成銅鋅原電池。  （1分）；            

（三）：Cl₂+2Fe²⁺=Cl^—+2Fe³⁺  2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺  2Fe³⁺+Cu =Cu²⁺+2Fe²⁺  3Cl₂+2Fe= 2FeCl₃（4分，寫出2個給全分，1個給2分）

4Cl₂+S₂O₃^2-+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺     Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓（4分，各2分）