Question

9．實(shí)驗(yàn)室中常用二氧化錳與濃鹽酸共熱制取氯氣．某化學(xué)興趣小組為制取較為純凈、干燥的氯氣，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置．
請按要求回答下列問題：
（1）儀器X的名稱為圓底燒瓶，其中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）欲除去Cl₂中的HCl，裝置B應(yīng)選用的試劑為a．
a．飽和食鹽水b．飽和氫氧化鈉溶液c．飽和亞硫酸鈉溶液
（3）進(jìn)入裝置B中的Cl₂中含有的雜質(zhì)，除HCl外還有水蒸氣，欲除去該雜質(zhì)，裝置C中盛放的試劑名稱為濃硫酸．
（4）裝置D中的一處明顯的錯(cuò)誤為進(jìn)氣導(dǎo)管靠近瓶塞且出氣導(dǎo)管靠近瓶底，應(yīng)倒過來．
（5）裝置E中的試劑為飽和氫氧化鈉溶液，其作用為吸收多余的氯氣尾氣，防止尾氣泄露，污染環(huán)境．
（6）加熱150mL 12mol/L HCl溶液和3.48g MnO₂粉末的混合物，若反應(yīng)充分發(fā)生，則理論上可產(chǎn)生的Cl₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為896 mL．

Answer 1

分析 （1）熟悉儀器圖象，說出其名稱；二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水；
（2）因氯氣難溶于飽和食鹽水，氯化氫極易溶于水，則除去Cl₂中的HCl可通過飽和食鹽水；
（3）水蒸氣受熱揮發(fā)，所以氯氣中還含有水蒸氣，濃硫酸具有吸水性，可以干燥氯氣；
（4）氯氣密度大于空氣密度，應(yīng)用向上排氣法收集；
（5）氯氣有毒，不能直接排放，應(yīng)進(jìn)行尾氣處理，氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，可用氫氧化鈉吸收；
（6）依據(jù)反應(yīng)方程式：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O 計(jì)算產(chǎn)生氯氣的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算標(biāo)況下氣體體積．

解答 解：（1）圖中X為圓底燒瓶；二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)方程式：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：圓底燒瓶；MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）因氯氣難溶于飽和食鹽水，則可先將氣體通過飽和食鹽水，
故答案為：a；
（3）水蒸氣受熱揮發(fā)，所以氯氣中還含有水蒸氣，濃硫酸具有吸水性，可以吸收氯氣中的水蒸氣；
故答案為：水蒸汽，濃硫酸；
（4）氯氣密度大于空氣密度，應(yīng)用向上排氣法收集，應(yīng)長進(jìn)短出；
故答案為：進(jìn)氣導(dǎo)管靠近瓶塞且出氣導(dǎo)管靠近瓶底，應(yīng)倒過來；
（5）氯氣有毒，直接排放引起空氣污染，應(yīng)用氫氧化鈉溶液吸收過來的氯氣；
故答案為：飽和氫氧化鈉溶液，吸收多余的氯氣尾氣，防止尾氣泄露，污染環(huán)境；
（6）二氧化錳的物質(zhì)的量為$\frac{3.48g}{87g/mol}$=0.04mol；
氯化氫的物質(zhì)的量為：0.150L×12mol/L=1.8mol；
根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，可知氯化氫過量，
則生成氯氣的物質(zhì)量依據(jù)二氧化錳計(jì)算，
MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
1                 1
0.04mol         0.04mol   
標(biāo)況下氯氣的體積為：0.04mol×22.4L/mol=0.896L=896ml；
故答案為：896．

點(diǎn)評 本題考查了氯氣的制備和性質(zhì)的檢驗(yàn)，熟悉反應(yīng)原理及氯氣的化學(xué)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，注意只有濃鹽酸才能與二氧化錳反應(yīng)．