Question

某課外活動小組用如圖所示的實驗裝置探究氯氣與氨氣之間的反應．其中A、F為氯氣和氨氣的發生裝置，D為純凈、干燥的氯氣與氨氣反應的裝置．
請回答下列問題：
（1）實驗室用二氧化錳和濃鹽酸反應制取氯氣，同時生成二氯化錳和水，寫出該反應的化學方程式并用單線橋標出電子轉移的方向和數目．

 

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（2）洗氣瓶B的作用是

 

．C、E都是干燥裝置，其中E中干燥管內所裝的試劑是

 

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（3）反應開始后裝置D中出現濃厚的白煙并在容器內壁凝結，活動小組擬繼續通過實驗鑒定該固體的成分．請你協助他們完成該實驗探究．步驟①：取固體樣品加少量水溶解，分裝于兩支試管中．向其中一支試管中加入濃NaOH溶液，加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口附近，紅色石蕊試紙變藍，證明該固體中含有

 

．步驟②：向另一支試管中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若產生白色沉淀，說明溶液中含有Cl^-離子
（4）從綠色化學的角度考慮該裝置中有一明顯不合理之處，請你提出改進的意見

 

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Answer 1

考點：氯氣的實驗室制法,氨的制取和性質

專題：鹵族元素,氮族元素

分析：（1）由元素化合價的變化可知轉移的電子數目為2，用“雙線橋法”表示氧化還原反應中電子轉移；
（2）裝置中制得氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，驗證性質之前需要除去，用飽和食鹽水出氯化氫；堿石灰具有吸水性，利用堿石灰干燥氨氣；
（3）由出現白煙可知生成的固體為氯化銨，①來證明銨根離子的存在；則②可證明氯離子的存在；
（4）D與外界空氣想通，氯氣、氨氣直接排放在空氣中造成污染，應尾氣處理；

解答： 解：（1）反應MnO₂+4HCl═MnCl₂+Cl₂+2H₂O中，Mn元素化合價降低，被還原，MnO₂為氧化劑，Cl元素化合價升高，被氧化，HCl為還原劑，Cl₂為氧化產物，MnCl₂為還原產物，氧化劑和還原劑得失電子數目相等，由元素化合價的變化可知轉移的電子數目為2，用“雙線橋法”表示氧化還原反應中電子轉移情況為：，
故答案為：；
（2）因氯氣中混有HCl，且氯氣在飽和食鹽水中的溶解度很小，HCl在飽和食鹽水中溶解度較大，則可用飽和食鹽水來除去氯氣中混有的HCl，E中干燥管內利用堿石灰吸水干燥氨氣，
故答案為：除去Cl₂中的HCl； 堿石灰；
（3）由出現白煙可知生成的固體為氯化銨，步驟②中白色沉淀為氯化銀，可證明原固體中存在氯離子，步驟①來證明銨根離子，則應加入氫氧化鈉溶液，加熱產生氣體使濕潤紅色石蕊試紙變藍，說明生成氨氣，即原固體中存在銨根離子，
故答案為：NH₄⁺；
（4）因氯氣、氨氣都污染環境，不能直接排放，則缺少尾氣處理裝置，可以連接氣球，
故答案為：將D裝置的豎直導管口套一個氣囊收集尾氣，以防尾氣污染環境；

點評：本題考查了氨氣和氯氣的制取及性質，涉及了裝置選擇、化學方程式書寫、尾氣處理等知識，明確實驗原理、裝置的作用、氣體的性質、離子的性質、環保意識是解答本題的關鍵，題目難度中等．