Question

5．在實驗室中用二氧化錳跟濃鹽酸反應制備干燥純凈的氯氣．進行此實驗，所用儀器如圖：

（1）連接上述儀器的正確順序是：E接C，D接A，B接H，G接F．
（2）氣體發生裝置中進行的反應化學方程式是4HCl（濃）+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；當0.5mol MnO₂參與反應時，被氧化的HCl的質量為36.5g，生成的Cl₂在標準狀況下的體積約為11.2L．
（3）在裝置中：①飽和食鹽水的作用是除去Cl₂中的HCl，②濃硫酸的作用是干燥氯氣．
（4）化學實驗中檢驗是否有Cl₂產生常用濕潤的淀粉-KI試紙．如果有Cl₂產生，可觀察到的現象是試紙變藍，寫出反應方程式Cl₂+2KI=I₂+2KCl．
（5）寫出尾氣吸收裝置中進行的反應的化學方程式Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．

Answer 1

分析 （1）在實驗室中用二氧化錳跟濃鹽酸反應制備干燥純凈的氯氣，需要發生裝置生成氯氣，用飽和食鹽水除去氯化氫，通過濃硫酸除去水蒸氣，導氣管長進短處收集氯氣，最后用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣，據此連接儀器；
（2）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，反應方程式：4HCl（濃）+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；依據方程式反應中消耗1mol二氧化錳，有2mol氯化氫被氧化，生成1mol氯氣，據此計算解答；
（3）依據濃鹽酸易揮發，制備的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣雜質解答；
（4）氯氣具有強的氧化性，能夠氧化碘化鉀生成單質碘；
（5）氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水．

解答 解：（1）在實驗室中用二氧化錳跟濃鹽酸反應制備干燥純凈的氯氣，需要發生裝置生成氯氣，用飽和食鹽水除去氯化氫，通過濃硫酸除去水蒸氣，導氣管長進短處收集氯氣，最后用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣，裝置連接順序是 E C D A B H G F，
故答案為：C D A B H G；
（2）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，化學方程式：4HCl（濃）+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；反應中消耗1mol二氧化錳，有2mol氯化氫被氧化，生成1mol氯氣，所以當0.5mol MnO₂參與反應時，被氧化的HCl的質量為1mol，質量為36.5g；生成氯氣的物質的量為0.5mol，標況下氣體的體積為0.5mol×22.4L/mol=11.2L；
故答案為：4HCl（濃）+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O； 36.5g； 11.2L；
（3）鹽酸易揮發，制取的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大，氯化氫易溶于水，選擇飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫；
濃硫酸具有吸水性，選擇濃硫酸做干燥劑，干燥氯氣；
故答案為：①除去Cl₂中的HCl； ②干燥氯氣；
（4）氯氣具有強的氧化性，能夠氧化碘化鉀生成單質碘，化學方程式：；Cl₂+2 KI=I₂+2 KCl，碘遇到淀粉變藍；
故答案為：試紙變藍；Cl₂+2 KI=I₂+2 KCl；
（5）氯氣與氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，化學方程式：Cl₂+2 NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
故答案為：Cl₂+2 NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．

點評 本題考查了氯氣的實驗室制備和性質檢驗，明確制備原理及氯氣的化學性質是解題關鍵，題目難度不大．