Question

請設計實驗：用MnO₂與濃鹽酸制備純凈、干燥的Cl₂，其他藥品與試劑任選．
（1）寫出該反應的化學方程式

 

．
（2）在下面方框中，A表示有分液漏斗和圓底燒瓶組成的氣體發生器，請在虛線框內的A后完成該反應的實驗裝置示意圖（夾持裝置、連接膠管不必畫出，需要加熱的儀器下方用△標出），按氣流方向在每件儀器下方標出字母B、C…；其他可選用的儀器（數量不限）簡易表示如下：

（3）根據方框中的裝置圖，完成下表（若無需填寫，則在表格中寫“無”）

儀器符號	儀器中所加物質	作用
A	MnO2、濃鹽酸	MnO2與濃鹽酸生成Cl2

（4）KMnO₂與濃鹽酸在常溫下反應也可以得到Cl₂，請寫出該反應的離子方程式

 

．
（5）請寫出Cl₂在工業、農業、醫療、衛生等方面的用途

 

．（寫出兩種即可）
（6）將Cl₂與SO₄分別通入品紅溶液，都能使品紅褪色．簡述用褪色的溶液區別二者的實驗方法．

 

．

Answer 1

分析：（1）實驗室制備氯氣是利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成氯化錳、氯氣和水；
（2）用MnO₂與濃鹽酸制備純凈、干燥的Cl₂，需要在裝置A中加入二氧化錳固體，分液漏斗中加入濃鹽酸，加熱反應生成氯氣，氯氣中含有水蒸氣和氯化氫氣體，需要先通過飽和食鹽水除去氯化氫，通過濃硫酸除去水蒸氣，在集氣瓶中收集純凈干燥的氯氣，最后用氫氧化鈉溶液吸收氯氣防止污染空氣；
（3）依據（2）分析步驟選擇所需試劑和所起的主要作用；
（4）依據高錳酸鉀溶液能氧化濃鹽酸生成氯氣，依據電荷守恒和原子守恒配平離子方程式；
（5）依據氯氣的性質和應用分析判斷用途；
（6）依據二氧化硫的漂白作用是和品紅形成不穩定化合物，加熱會恢復顏色，氯氣和水反應生成的次氯酸具有漂白作用是利用氧化性氧化品紅試液，加熱不能恢復顏色；

解答：解：（1）實驗室制備氯氣是利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成氯化錳、氯氣和水，反應的化學方程式為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+C1₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

 MnCl₂+C1₂↑+2H₂O；
（2）用MnO₂與濃鹽酸制備純凈、干燥的Cl₂，需要在裝置A中加入二氧化錳固體，分液漏斗中加入濃鹽酸，加熱反應生成氯氣，氯氣中含有水蒸氣和氯化氫氣體，需要先通過飽和食鹽水除去氯化氫，通過濃硫酸除去水蒸氣，在集氣瓶中收集純凈干燥的氯氣，最后用氫氧化鈉溶液吸收氯氣防止污染空氣；裝置圖設計為：
故答案為：；
（3）依據（2）設計步驟和試劑選擇用MnO₂與濃鹽酸制備純凈、干燥的Cl₂，需要在裝置A中加入二氧化錳固體，分液漏斗中加入濃鹽酸，加熱反應生成氯氣，氯氣中含有水蒸氣和氯化氫氣體，需要先通過飽和食鹽水除去氯化氫，通過濃硫酸除去水蒸氣，在集氣瓶中收集純凈干燥的氯氣，最后用氫氧化鈉溶液吸收氯氣防止污染空氣；

儀器符號	儀器中所加物質	作用
B	飽和食鹽水	除去Cl2中的HCl
C	濃硫酸	除去Cl2中的H2O
D	無	收集氯氣
E	NaOH溶液	尾氣處理，防止環境污染

故答案為：

儀器符號	儀器中所加物質	作用
B	飽和食鹽水	除去Cl2中的HCl
C	濃硫酸	除去Cl2中的H2O
D	無	收集氯氣
E	NaOH溶液	尾氣處理，防止環境污染

（4）KMnO₄與濃鹽酸在常溫下反應也可以得到Cl₂，寫出該反應的離子方程式為：2MnO₄+16H⁺+10Cl^-

△   .

2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
故答案為：2MnO₄+16H⁺+10Cl^-

△   .

2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（5）Cl₂在工業、農業、醫療、衛生等方面的用途有自來水消毒、制農藥、塑料等；
故答案為：自來水消毒、制農藥、塑料等；
（6）將Cl₂與SO₂分別通入品紅溶液，都能使品紅褪色，用褪色的溶液區別二者的實驗方法是利用二氧化硫的漂白作用是生成不穩定化合物，加熱會恢復品紅顏色，氯氣通入次氯酸的氧化性把品紅氧化為無色物質，加熱不恢復紅色，設計的步驟為：取適量的已褪色的品紅溶液于試管中，用酒精燈加熱．若品紅溶液顏色復原為紅色，則為SO₂使其褪色；若品紅溶液顏色仍為無色，則為C1₂使其褪色；
故答案為：取適量的已褪色的品紅溶液于試管中，用酒精燈加熱．若品紅溶液顏色復原為紅色，則為SO₂使其褪色；若品紅溶液顏色仍為無色，則為C1₂使其褪色；

點評：本題考查了氯氣的制備實驗方法和除雜方法，收集方法和試劑選擇，物質性質的理解應用，掌握物質性質和實驗設計方法是解題關鍵，題目難度中等．