Question

（15分）某研究性學習小組用下圖所示裝置制取氯氣并探究氯氣的性質。請回答下列問題：

請填寫下列空白：
（1）制取氯氣時，在燒瓶里加入一定量的MnO₂和NaCl，通過             （填寫儀器名稱）向燒瓶中加入適量的濃硫酸。
（2）某同學查閱資料后發現濃硫酸與二氧化錳反應產生氧氣。先需要你幫該同學設計一個實驗，既要完成（3）、（4）的實驗，又要探究有氧氣產生的實驗。儀器連接順序為a→(  )→(  )→d→e→(  )→(   )→(  )→( )→l，證明有氧氣的操作是                   ，寫出濃硫酸與二氧化錳反應產生氧氣的化學方程式                                
(3) 實驗中可觀察到③的錐形瓶里溶液的顏色變化                                                         
(4)取出④中的集氣瓶進行氯氣與銅的反應實驗，應該進行的操作是                                       后立刻放入充滿氯氣的集氣瓶中。實驗中有同學提出應該在集氣瓶底先放少量的水或細沙，你認為是否一定要放                            ；理由是            。

Answer 1

（1）分液漏斗(2分)
(2)a→c→b→d→e→i→h→g→f→l；(3分，有錯就不給分)
在m處，用帶火星的木條看是否復燃，若能，說明有氧氣生成。(2分)
2Mn0₂+2H₂SO₄(濃)2MnSO₄+O₂↑+2H₂0(3分)
（3）紫色→紅色→無色→黃綠(2分)
(4)用坩堝鉗夾住一束細銅絲，灼熱(1分)；不需要(或不一定)(1分)；實驗中生成的是煙而不是溫度較高的固體熔融物，不會使瓶底炸裂。(1分)

本題是參照2009年考試大綱，對09年出題方式的一次探索，是落實課本實驗與探究性實驗的創新設計。教材中給出二氧化錳與濃鹽酸反應可以制備氯氣，濃鹽酸可以用固體氯化鈉和濃硫酸反應代替。結合新的信息發現，三者混合發生反應Mn0₂+2NaCl+2H₂SO₄(濃)Na₂SO₄+MnSO₄+Cl₂↑+2H₂0。為了完成實驗（3）、（4），儀器連接順序為發生裝置——凈化裝置——氯氣與石蕊作用——干燥——收集氯氣（與銅反應）——尾氣吸收（繼續做試驗證明氧氣）。氯氣通入石蕊先變紅后褪色，如果繼續通氯氣，則溶液變為黃綠色。氯氣與銅反應生成棕黃色煙，不生成固體熔融物，不用鋪細沙。信息給出濃硫酸能與二氧化錳反應生成氧氣，反應方程式可根據電子守恒寫出：2Mn0₂+2H₂SO₄(濃)2MnSO₄+O₂↑+2H₂0。