Question

13．某化學小組用下列裝置制取收集純凈的氯氣（如圖1），并研究其性質(zhì)．請回答下列問題．

（1）裝置甲中儀器A的名稱是分液漏斗，丙中應裝的溶液是飽和NaCl溶液，甲裝置中發(fā)生反應的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．制取收集純凈氯氣的裝置接口連接順序是a→…→g（補充完整）d→e→b→c→f．
（2）制備反應會因鹽酸濃度下降而停止，為測定反應殘余液中鹽酸的濃度，探究小組同學提出下列實驗方案：
Ⅰ方案：與足量AgNO₃溶液反應，稱量生成的AgCl質(zhì)量．
Ⅱ方案：采用酸堿中和滴定法測定．
Ⅲ方案：與已知量CaCO₃（過量）反應，稱量剩余的CaCO₃質(zhì)量．
繼而進行下列判斷和實驗：
①判定I方案不可行，理由是殘余液中的MnCl₂也會與AgNO₃反應形成沉淀；
②進行Ⅱ方案實驗：準確量取殘余清液稀釋一定倍數(shù)后作為試樣．
a．量取試樣20.00mL于錐形瓶中，若錐形瓶中存有少量水，對實驗結(jié)果是否有影響？無（填“是”或“無”）．用0.10mol•L^-1 NaOH標準溶液滴定，消耗NaOH標準溶液的體積如圖2所示，其讀數(shù)為22.60  mL．
b．平行滴定后獲得實驗結(jié)果
③判斷Ⅲ方案的實驗結(jié)果偏小（填“偏大”、“偏小”或“準確”）．[已知：K_sp（CaCO₃ ）=2.8×10^-9、K_sp（MnCO₃）=2.3×10^-11
（3）某同學認為上述方案缺少尾氣吸收裝置，請在圖3方框中畫出該裝置并注明試劑．

Answer 1

分析 （1）甲裝置用來制取氯氣，氯氣中混有揮發(fā)的氯化氫，故丙裝置應為除雜裝置，除去氯氣中氯化氫，乙裝置有濃硫酸，應為干燥裝置，丁裝置為排空法收集氯氣裝置；
（2）①Ⅰ方案：二氧化錳與濃鹽酸反應生成二氯化錳，二氯化錳也會與硝酸銀反應，故反應不可行；
②Ⅱ方案：錐形瓶中含少量水，不影響試樣的物質(zhì)的量；根據(jù)圖二讀取數(shù)據(jù)；
③Ⅲ方案：與已知量CaCO₃（過量）反應，稱量剩余的CaCO₃質(zhì)量，由于部分碳酸鈣與轉(zhuǎn)化成碳酸錳沉淀，稱量剩余的固體質(zhì)量會偏大；
（3）氯氣有毒不能直接排放，易污染空氣．

解答 解：（1）實驗室制備氯氣的反應原理：MnO₂+4HCl $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，則離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，甲裝置用來制取氯氣，A為分液漏斗用來滴加濃鹽酸；從甲裝置出來的氣體含有氯化氫和水蒸氣，濃硫酸具有吸水性，裝置乙中濃硫酸的作用干燥氯氣；氯化氫易溶于水，氯氣在飽和食鹽水中溶解度很小，所以裝置丙中可以盛放飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫，依次通過丙、乙，氯氣密度比空氣密度大，用向上排氣法收集（長進短出），所以按照氣流方向各儀器接口的連接順序為a→d→e→b→c→f→g，
故答案為：分液漏斗；飽和NaCl溶液；MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；d→e→b→c→f；
（2）①Ⅰ方案：與足量AgNO₃溶液反應，氯化錳和鹽酸都和硝酸銀反應生成氯化銀沉淀，稱量生成的AgCl質(zhì)量，只能求出氯離子的量，而不能求出剩余鹽酸的濃度；
故答案為：殘余液中的MnCl₂也會與AgNO₃反應形成沉淀；
②Ⅱ方案：錐形瓶中含少量水，不影響試樣的物質(zhì)的量；根據(jù)圖二讀取數(shù)據(jù)為：22.60mL；故答案為：無；22.60；
③Ⅲ方案：根據(jù)Ksp（CaCO₃）=2.8×10^-9sp（MnCO₃）=2.3×10^-11知碳酸錳的Ksp比碳酸鈣小，由于部分碳酸鈣轉(zhuǎn)化成碳酸錳沉淀，稱量剩余的固體質(zhì)量會偏大，這樣一來反應的固體減少，實驗結(jié)果偏小，
故答案為：偏��；
（3）用盛氫氧化鈉溶液的燒杯吸收過量的氯氣防止污染空氣，裝置為，故答案為：．

點評 本題考查了氯氣的制備和氯氣性質(zhì)及沉淀溶解平衡的移動，題目難度不大，注意除去水蒸氣和氯化氫雜質(zhì)順序的判斷．