Question

【題目】實驗室常用二氧化錳與濃鹽酸來制備氯氣，反應原理為：MnO2+4HCl（濃） MnCl2+Cl2↑+2H2O，實驗裝置如圖1所示．
【查閱資料】
①氯氣是黃綠色且有毒的氣體，難溶于飽和食鹽水；
②氯氣能與氫氧化鈉溶液反應，生成氯化鈉、次氯酸鈉（NaClO）和水；
③常溫常壓下，氫氣的密度為0.09g/L．
（1）【回答問題】
裝置B的作用為；
根據裝置C判斷，氯氣的密度比空氣（填“大”或“小”）；
裝置D的作用為（用化學方程式表示）
（2）【發現問題】
制備過程中，因鹽酸濃度下降導致反應停止，某化學興趣小組同學為測定裝置A中反應后殘余液中HCl的質量分數，提出兩套測定方案如圖3所示

方案Ⅰ中操作m的名稱為 ， 通過稱量生成沉淀的質量，計算出殘余液中HCl的質量分數，此測定方案是（填“可行”或“不可行”）的，原因是；
（3）方案Ⅱ利用圖2裝置（固定儀器的裝置已略）進行測定．
①實驗過程中觀察到鋅粒表面有氣泡產生，反應的化學方程式為？
②當裝置恢復至常溫時，測得反應生成氣體的體積為183.5mL，根據化學方程式計算，殘余液中HCl的質量分數為多少？
（4）【反思討論】
①為了保證方案Ⅱ測定結果的準確性，正確操作是：傾斜Y形管，（填標號）
a．將殘余溶液轉移到鋅粒中 b．將鋅粒轉移到殘余溶液中
②Y形管內空氣對氣體體積的測量（填“有”或“沒有”）影響．

Answer 1

【答案】
（1）除去氯氣中混有的氯化氫氣體；大；Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O
（2）干燥；不可行；殘余液中的MnCl2也能與AgNO3溶液反應生成沉淀，造成測量值偏大
（3）

Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑

設殘余液中的HCl的質量為x

Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑

73 2

x 0.09 g/L×0.1835 L

X=0.6 g

殘余液中HCl的質量分數：=12.0%

答：殘余液中的HCl的質量分數為12.0%

（4）b；沒有
【解析】解：（1）二氧化錳與濃鹽酸來制備氯氣，制取的氣體中常混有揮發出的氯化氫氣體，裝置B的作用為除去氯化氫氣體；根據裝置C判斷，氣體長進短出，說明氣體的密度比空氣大；氯氣有毒，排放在空氣中會造成污染，故用氫氧化鈉溶液吸收，反應的方程式為：Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O；（2）①方案Ⅰ：方案Ⅰ中操作m的名稱為干燥；二氧化錳與濃鹽酸反應生成氯化錳，也會與硝酸銀反應，故不能用來測定殘余液中鹽酸的質量，反應不可行；②方案Ⅱ：將鋅轉移到殘留溶液中，反應的方程式為：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；
解：設殘余液中的HCl的質量為x
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
73 2
x 0.09 g/L×0.1835 L

X=0.6 g
殘余液中HCl的質量分數：=12.0%
答：殘余液中的HCl的質量分數為12.0%；
3）將鋅轉移到殘留溶液中，反應完畢后，每間隔1分鐘讀取氣體體積．氣體體積逐漸減小，氣體體積逐漸減小的原因是氣體未冷卻到室溫，當溫度冷卻到室溫后，氣體體積不再改變；
（4）氫氣的密度比空氣小，故Y形管內空氣對氣體體積的測量沒有影響．
所以答案是：（1）除去氯氣中混有的氯化氫氣體；大；Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O（2）干燥（或烘干）；不可行；殘余液中的MnCl2也能與AgNO3溶液反應生成沉淀，造成測量值偏大（3）①Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
解：設殘余液中的HCl的質量為x
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
73 2
x 0.09 g/L×0.1835 L

X=0.6 g
殘余液中HCl的質量分數：=12.0%
答：殘余液中的HCl的質量分數為12.0%．
4）b；沒有
【考點精析】根據題目的已知條件，利用氫氣的制取和檢驗和書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握氫氣的實驗室制法原理：Zn + H2SO4 = ZnSO4 +H2↑；Zn + 2HCl = ZnCl2 +H2↑不可用濃鹽酸的原因 濃鹽酸有強揮發性 ；不可用濃硫酸或硝酸的原因 濃硫酸和硝酸有強氧化性；注意：a、配平 b、條件 c、箭號．