Question

【題目】下圖是某學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室制備干燥Cl2及吸收多余氯氣的實(shí)驗(yàn)裝置圖，請(qǐng)回答：

(1)指出上述圖中的各處錯(cuò)誤：

①_________________________________________________________；

②_________________________________________________________。

(2)在改過后的裝置中，下列物質(zhì)的作用分別是：

①飽和食鹽水_________________________________________；

②濃硫酸____________________________________________；

③NaOH溶液_________________________________________。

(3)甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

①甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)后并沒有得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，請(qǐng)你幫助他分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因_____________________。

②甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)失敗后對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，并重新進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果得到了預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。你認(rèn)為他預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________________________________，由此得出Cl2使有色物質(zhì)褪色的機(jī)理是________________________________________；

(4)如果將過量二氧化錳與20mL12mol/L的濃鹽酸混合加熱，充分反應(yīng)后生成的氯氣明顯少于0.06mol，其主要原因有①_______________________，②_____________________________。

(5)為了提高濃鹽酸的利用率，你對(duì)該實(shí)驗(yàn)的建議是___________________________________。

(6)寫出圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式__________________________________________。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束清洗儀器時(shí)，為了減少燒瓶中殘留氯氣對(duì)環(huán)境的污染，可以向燒瓶中加入的溶液是_________，有關(guān)的離子方程式是______________________________________。

Answer 1

【答案】不能用稀鹽酸，而應(yīng)用濃鹽酸盛濃硫酸和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒除去Cl2中的氯化氫除去氯氣中的水蒸氣吸收多余的氯氣使用的干燥劑堿石灰吸收了Cl2干燥的有色布條不退色，濕潤(rùn)的有色布條褪色Cl2和水反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸具有漂白作用加熱HCl大量揮發(fā)鹽酸變稀后不再發(fā)生反應(yīng)將濃鹽酸慢慢滴下加熱時(shí)用小火慢慢加熱等MnO2＋4H＋＋2Cl－ Mn2＋＋Cl2↑＋2H2ONaOH溶液Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O

【解析】

（1）實(shí)驗(yàn)室制取氯氣需要濃鹽酸，并在加熱的條件下進(jìn)行。生成的氯氣中含有水蒸氣和氯化氫，應(yīng)該先除氯化氫，后除水蒸氣，且應(yīng)該是長(zhǎng)口進(jìn)，短口出，所以錯(cuò)誤有①不能用稀鹽酸，而應(yīng)用濃鹽酸；②應(yīng)有加熱裝置，應(yīng)用酒精燈加熱�、凼�濃硫酸和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒�、軆上礆馄坷镞M(jìn)氣導(dǎo)管和出氣導(dǎo)管的長(zhǎng)短不對(duì)。（2）①氯化氫極易溶于水，所以飽和食鹽水的作用是除去Cl2中的氯化氫。②濃硫酸具有吸水性，因此濃硫酸的作用是除去氯氣中的水蒸氣。③氯氣有毒，需要尾氣處理，則氫氧化鈉溶液的作用是吸收多余的氯氣；

（3）①因?yàn)槁葰馐且环N酸性氣體，能被堿石灰吸收，所以得不到預(yù)期中的濕潤(rùn)的有色布條褪色的現(xiàn)象，故實(shí)驗(yàn)失敗的原因是使用的干燥劑堿石灰將Cl2吸收了，故答案為：使用的干燥劑堿石灰將Cl2吸收；

②具有漂白性的是次氯酸，而不是氯氣本身．換用適合的干燥劑后，由于通到有色布條上的是干燥的氯氣，氯氣在干燥的有色布條上不能生成次氯酸，所以干燥的有色布條不褪色；而在濕潤(rùn)的有色布條上可以生成具有漂白性的次氯酸，所以濕潤(rùn)的有色布條褪色．由此得出Cl2使有色物質(zhì)褪色的機(jī)理是Cl2和水反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸具有漂白作用才導(dǎo)致有色布條褪色，故答案為：干燥的有色布條不褪色，濕潤(rùn)的有色布條褪色； Cl2和水反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸具有漂白作用；

（4）濃鹽酸和二氧化錳需在加熱的條件下反應(yīng)，濃鹽酸具有揮發(fā)性，所以加熱使大量濃鹽酸揮發(fā)，濃鹽酸和二氧化錳能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水．隨反應(yīng)進(jìn)行，濃鹽酸濃度減小變稀后不能和二氧化錳反應(yīng)生成氯氣，所以生成氯氣明顯少于0.06mol，故答案為：①加熱使大量濃鹽酸揮發(fā)；②鹽酸濃度變稀后不再發(fā)生反應(yīng)；

（5）針對(duì)（4）中分析氯氣減少的原因，可采取將濃鹽酸慢慢滴入，用小火加熱等措施，提高濃鹽酸的利用率；

（6）圓底燒瓶中利用二氧化錳和濃鹽酸共熱制取氯氣，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式MnO2＋4H＋＋2Cl－ Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；實(shí)驗(yàn)結(jié)束清洗儀器時(shí)，為了減少燒瓶中殘留氯氣對(duì)環(huán)境的污染，選用堿液如NaOH溶液來吸收多余的氯氣，有關(guān)的離子方程式是Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。