Question

9．如圖是一個制取氯氣并以氯氣為原料進(jìn)行特定反應(yīng)的裝置，請回答下列問題．

（1）A是氯氣發(fā)生裝置，其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（2）實(shí)驗開始時，先點(diǎn)燃裝置A處的酒精燈，打開彈簧夾K，讓Cl₂充滿整個裝置，再點(diǎn)裝置D處的酒精燈，Cl₂通過C瓶后再進(jìn)入D（D裝置的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有碳粉）發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其產(chǎn)物為CO₂和HCl．D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl₂+2H₂O（氣）+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂，裝置C的作用是吸收氯氣中的HCl，提供D處反應(yīng)所需的水蒸氣．
（3）實(shí)驗過程中，E處產(chǎn)生的現(xiàn)象為E中溶液先變紅后褪色．
（4）D處反應(yīng)完畢后，關(guān)閉彈簧夾K，移去酒精燈，由于余熱的作用，A處仍有Cl₂產(chǎn)生，此時B中出現(xiàn)的現(xiàn)象是B中液面下降，長頸漏斗內(nèi)液面升高，B中液面上方有黃綠色氣體，裝置B的作用是貯存少量多余的Cl₂．
（5）若實(shí)驗中使12mol•L^-1的濃鹽酸10mL與足量的MnO₂反應(yīng)，則生成的Cl₂的物質(zhì)的量總是小于0.03mol，其原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸的濃度不斷減小，減小到一定程度時將不再進(jìn)行反應(yīng)．
（6）若要吸收從硬質(zhì)玻璃管中導(dǎo)出的氣體，E中應(yīng)盛放強(qiáng)堿溶液，其中有毒氣體與之反應(yīng)的離子方程式是Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗室利用二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下制備氯氣，反應(yīng)生成氯化錳、氯氣與水；
（2）氯氣有強(qiáng)氧化性，碳有還原性，在加熱條件下氯氣和水、碳發(fā)生氧化還原反應(yīng)；氯化氫氣體極易溶于水，且水能提供水蒸氣，據(jù)此分析；
（3）未反應(yīng)的氯氣進(jìn)入E裝置，氯氣和水反應(yīng)鹽酸和次氯酸導(dǎo)致溶液呈酸性，根據(jù)鹽酸和次氯酸的性質(zhì)判斷溶液顏色的變化；
（4）根據(jù)容器內(nèi)壓強(qiáng)判斷現(xiàn)象；從而確定B的作用；
（5）二氧化錳只與濃鹽酸反應(yīng)，與稀鹽酸不反應(yīng)；
（6）氯氣能夠與強(qiáng)堿反應(yīng)，被強(qiáng)堿吸收；氯氣能夠與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和次氯酸鈉、水．

解答 解：（1）實(shí)驗室利用二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下制備氯氣，反應(yīng)生成氯化錳、氯氣與水，反應(yīng)的離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）氯氣有強(qiáng)氧化性，碳有還原性，在加熱條件下氯氣和水、碳發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化氫和二氧化碳，反應(yīng)方程式為：2Cl₂+2H₂O（氣）+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂；
2Cl₂+C+2H₂O═CO₂+4HCl；鹽酸有揮發(fā)性，所以制取的氯氣中含有氯化氫氣體，氯化氫極易溶于水，通過以上分析知，C裝置的作用是：吸收Cl₂中的HCl氣體，提供D處所需水蒸氣，
故答案為：2Cl₂+2H₂O（氣）+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂；吸收氯氣中的HCl，提供D處反應(yīng)所需的水蒸氣；
（3）剩余的氯氣在E裝置中和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，所以溶液呈酸性，紫色石蕊試液遇酸變紅色，次氯酸有漂白性，能使溶液褪色，
故答案為：E中溶液先變紅后褪色；
（4）因為A處仍有少量Cl₂產(chǎn)生，氯氣通過導(dǎo)管進(jìn)入B裝置，所以在B液面上方有黃綠色氣體，導(dǎo)致B裝置中壓強(qiáng)增大；壓強(qiáng)增大導(dǎo)致B裝置中的液體進(jìn)入長頸漏斗中；所以B處的作用是可以使內(nèi)壓降低，充當(dāng)儲氣瓶，
故答案為：B中液面下降，長頸漏斗內(nèi)液面升高，B中液面上方有黃綠色氣體；  貯存少量多余的Cl₂；
（5）二氧化錳只與濃鹽酸反應(yīng)，12mol•L^-1的濃鹽酸10mL與足量的MnO₂反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸的濃度不斷減小，減小到一定程度時將不再進(jìn)行反應(yīng)，所以生成的Cl₂的物質(zhì)的量總是小于0.03mol；
故答案為：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸的濃度不斷減小，減小到一定程度時將不再進(jìn)行反應(yīng)；
（6）氯氣能夠與強(qiáng)堿反應(yīng)，被強(qiáng)堿吸收，若要吸收從硬質(zhì)玻璃管中導(dǎo)出的氣體，E中應(yīng)盛放強(qiáng)堿溶液，可以用氫氧化鈉溶液吸收過量的氯氣，二者反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
故答案為：強(qiáng)堿； Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．

點(diǎn)評 本題考查氯氣實(shí)驗室制備與性質(zhì)實(shí)驗，關(guān)鍵是明確各裝置作用及物質(zhì)性質(zhì)，熟練掌握實(shí)驗基本操作、尾氣處理等，題目難度中等，注意濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)而稀鹽酸和二氧化錳不反應(yīng)．