Question

9．實驗室中常用二氧化錳與濃鹽酸共熱制取氯氣．某化學興趣小組為制取較為純凈、干燥的氯氣，設計了如下實驗裝置．
請按要求回答下列問題：
（1）儀器X的名稱為圓底燒瓶，其中發生反應的化學方程式為MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）欲除去Cl₂中的HCl，裝置B應選用的試劑為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）進入裝置B中的Cl₂中含有的雜質，除HCl外還有水蒸氣，欲除去該雜質，裝置C中盛放的試劑名稱為濃硫酸．
（4）裝置D中的一處明顯的錯誤為進氣導管靠近瓶塞且出氣導管靠近瓶底，應倒過來．
（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，污染環境．
（6）加熱150mL 12mol/L HCl溶液和3.48g MnO₂粉末的混合物，若反應充分發生，則理論上可產生的Cl₂在標準狀況下的體積為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，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，應用向上排氣法收集；
（5）氯氣有毒，不能直接排放，應進行尾氣處理，氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，可用氫氧化鈉吸收；
（6）依據反應方程式：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O 計算產生氯氣的物質的量，進而計算標況下氣體體積．

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，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，應用向上排氣法收集，應長進短出；
故答案為：進氣導管靠近瓶塞且出氣導管靠近瓶底，應倒過來；
（5）氯氣有毒，直接排放引起空氣污染，應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，污染環境；
（6）二氧化錳的物質的量為$\frac{3.48g}{87g/mol}$=0.04mol；
氯化氫的物質的量為：0.150L×12mol/L=1.8mol；
根據化學反應方程式：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，可知氯化氫過量，
則生成氯氣的物質量依據二氧化錳計算，
MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
1                 1
0.04mol         0.04mol   
標況下氯氣的體積為：0.04mol×22.4L/mol=0.896L=896ml；
故答案為：896．

點評 本題考查了氯氣的制備和性質的檢驗，熟悉反應原理及氯氣的化學性質是解題關鍵，注意只有濃鹽酸才能與二氧化錳反應．