Question

某校化學興趣小組在加熱條件下利用二氧化錳與濃鹽酸反應來制取并收集氯氣．

（1）寫出該反應的離子方程式______．
（2）如圖是一個學生設計的實驗裝置圖，這個裝置有哪些錯誤？（有幾處填寫幾處）______，______，______，______．
（3）改正的裝置中，洗氣瓶中的飽和食鹽水，濃硫酸及燒杯中的NaOH溶液各起什么作用？______．
（4）該小組稱取8.7g二氧化錳與足量10mol?L^-1的濃鹽酸反應，理論上可制得氯氣的體積（標準狀況）V₁=______L．
（5）若該小組量取了10mol?L^-1的濃鹽酸40mL，與足量的二氧化錳反應，理論上產(chǎn)生氯氣的體積為V₂（標準狀況），則V₁______V₂（填“＞”、“=”或“＜”）原因是______．

Answer 1

解：（1）氧化物、氣體、弱電解質寫化學式，可溶性的強電解質寫離子式，所以二氧化錳和濃鹽酸反應的離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑．
（2）該反應需要加熱，所以缺少酒精燈；加熱燒瓶時，需要墊石棉網(wǎng)；飽和食鹽水是吸收氯化氫氣體，濃硫酸是吸收水蒸氣，即干燥氣體，所以混合氣體應先通入飽和食鹽水，后通入濃硫酸溶液；在洗氣裝置中長導管為進氣管，短導管為出氣管．
故答案為：缺少酒精燈，缺少石棉網(wǎng)，兩洗氣瓶位置及盛飽和食鹽水的洗氣瓶導管連接錯誤．
（3）濃鹽酸有揮發(fā)性，濃鹽酸、水在加熱時會產(chǎn)生氣體，所以氯氣中含有氯化氫、水蒸氣；氯化氫極易溶于水，且飽和食鹽水中含有氯離子，抑制氯氣的溶解，所以飽和食鹽水的作用是吸收氯化氫氣體；濃硫酸有吸水性，所以其作用是除水蒸氣；氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，酸和堿反應中和反應，所以其作用是吸收氯氣；
故答案依次為：除氯化氫、除水蒸氣、吸收尾氣．
（4）設理論上可制得氯氣的體積（標準狀況）V₁，
MnO₂+4H⁺+2Cl^-MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑
87g 22.4L
8.7g V₁
所以 V₁=2.24 L
故答案為：2.24．
（5）10mol?L^-1的濃鹽酸40mL，與足量的二氧化錳反應，實際上產(chǎn)生的氯氣體積為V₂＜V₁，因為濃鹽酸和二氧化錳反應生成氯氣，稀鹽酸和二氧化錳不反應，所以隨著反應的進行，濃鹽酸變成稀鹽酸，反應不再進行，故V₂＜V_1．
故答案為：＞；隨反應的進行，反應物的濃度減小，稀鹽酸和二氧化錳不反應．
分析：（1）根據(jù)離子方程式的書寫規(guī)則書寫，氧化物、氣體、弱電解質寫化學式，可溶性的強電解質寫離子式．
（2）整套裝置包括氣體發(fā)生裝置、除雜裝置、干燥裝置、收集裝置、尾氣處理裝置；根據(jù)反應條件及燒瓶加熱的特點判斷錯誤之處；根據(jù)濃硫酸和飽和食鹽水的作用及實驗目的判斷兩洗氣瓶的位置；洗氣瓶中長導管為進氣管，短導管為出氣管．
（3）根據(jù)飽和食鹽水、濃硫酸、氫氧化鈉的性質判斷其作用；
（4）根據(jù)二氧化錳和氯氣的關系式計算生成氯氣的體積；
（5）根據(jù)濃鹽酸和氯氣的關系式計算生成氯氣的體積，再根據(jù)濃、稀鹽酸的性質判斷兩氯氣體積的大��；
點評：本題考查了氯氣的實驗室制法等知識點，難度不大，注意濃鹽酸和二氧化錳能反應生成氯氣，稀鹽酸和二氧化錳不反應．