Question

4．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．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，甲裝置中發生反應的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-=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）debcf．
（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，其讀數為22.6  mL．
b．平行滴定后獲得實驗結果
③判斷Ⅲ方案的實驗結果偏小（填“偏大”、“偏小”或“準確”）．[已知：Ksp（CaCO₃ ）=2.8×10^-9、Ksp（MnCO₃）=2.3×10^-11
（3）某同學認為上述方案缺少尾氣吸收裝置，請在下面的圖3方框中畫出該裝置并注明試劑．

Answer 1

分析 （1）熟悉常見儀器的形狀，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，濃鹽酸易揮發，制備的氯氣含有氯化氫，結合氯化氫、氯氣在飽和食鹽水中溶解度特點選擇合適的除雜劑；分析各裝置作用進行排序；
（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；
②Ⅱ方案：錐形瓶中含少量水，不影響試樣的物質的量；根據圖二讀取數據；
③Ⅲ方案：與已知量CaCO₃（過量）反應，稱量剩余的CaCO₃質量，由于部分碳酸鈣與轉化成碳酸錳沉淀，稱量剩余的固體質量會偏大；
（3）氯氣有毒，直接排放能夠引起環境污染，氯氣能與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，可以用氫氧化鈉溶液吸收過量氯氣．

解答 解：（1）裝置甲中儀器A的名稱分液漏斗；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，離子方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-=Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；濃鹽酸易揮發，制備的氯氣含有氯化氫，氯化氫易溶于水，氯氣在飽和食鹽水中溶解度很小，所以用飽和食鹽水除去氯化氫；
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），正確的順序為：a→d→e→b→c→f→g；
故答案為：分液漏斗； 飽和NaCl溶液；MnO₂+4H⁺+2Cl^-=Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；   debcf；
（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，不影響試樣的物質的量；根據圖二讀取數據為：22.60mL；
故答案為：無；22.60；
③Ⅲ方案：根據Ksp（CaCO₃）=2.8×10^-9sp（MnCO₃）=2.3×10^-11知碳酸錳的Ksp比碳酸鈣小，由于部分碳酸鈣轉化成碳酸錳沉淀，稱量剩余的固體質量會偏大，這樣一來反應的固體減少，實驗結果偏小，
故答案為：偏小；
（3）氯氣有毒，直接排放能夠引起環境污染，氯氣能與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，可以用氫氧化鈉溶液吸收過量氯氣，裝置如圖所示；
；
故答案為：

點評 本題考查了氯氣的制備和氯氣性質及沉淀溶解平衡的移動，明確實驗原理是解題關鍵，題目難度中等．