Question

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．

【回答問題】

（1）裝置B的作用為　　；

（2）根據(jù)裝置C判斷，氯氣的密度比空氣　（填“大”或“小”）；

（3）裝置D的作　（用化學方程式表示）

【發(fā)現(xiàn)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(zhì)量分數(shù)，提出兩套測定方案如圖3所示

（4）方案Ⅰ中操作m的名稱為　　，通過稱量生成沉淀的質(zhì)量，計算出殘余液中HCl的質(zhì)量分數(shù)，此測定方案是　　（填“可行”或“不可行”）的，原因是；

（5）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(chǎn)生，反應的化學方程式為　　；

③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(jù)化學方程式計算，殘余液中HCl的質(zhì)量分數(shù)為多少？

【反思討論】

（6）為了保證方案Ⅱ測定結(jié)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(zhuǎn)移到鋅粒中  B．將鋅粒轉(zhuǎn)移到殘余溶液中

（7）Y形管內(nèi)空氣對氣體體積的測量　　（填“有”或“沒有”）影響．

Answer 1

【考點】常用氣體的發(fā)生裝置和收集裝置與選取方法；常見氣體的檢驗與除雜方法；氫氣的制取和檢驗；書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式；根據(jù)化學反應方程式的計算．

【專題】常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化．

【分析】（1）根據(jù)氯氣、氯化氫氣體、飽和食鹽水的性質(zhì)分析；

（2）據(jù)裝置的用途分析；

（3）氯氣的性質(zhì)和尾氣處理的方法解答；

（4）方案Ⅰ：二氧化錳與濃鹽酸反應生成氯化錳，也會與硝酸銀反應，故反應不可行；乙同學的方案：

（5）依據(jù)鋅粒與稀鹽酸反應生成氫氣進行分析解答；

（6）化學反應釋放熱量，氣體體積具有熱脹冷縮的特點．

（7）氫氣的密度比空氣小解答．

【解答】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(fā)出的氯化氫氣體，裝置B的作用為除去氯化氫氣體；

（2）根據(jù)裝置C判斷，氣體長進短出，說明氣體的密度比空氣大；

（3）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；

（4）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(zhì)量，反應不可行；

（5）①方案Ⅱ：將鋅轉(zhuǎn)移到殘留溶液中，反應的方程式為：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；

③解：設(shè)殘余液中的HCl的質(zhì)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(zhì)量分數(shù)：×100%=12.0%               

答：殘余液中的HCl的質(zhì)量分數(shù)為12.0%；

（6）將鋅轉(zhuǎn)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；

（7）氫氣的密度比空氣小，故Y形管內(nèi)空氣對氣體體積的測量沒有影響．

故答案為：（1）除去氯氣中混有的氯化氫氣體

（2）大

（3）Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O

（4）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

（5）①Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑

③解：設(shè)殘余液中的HCl的質(zhì)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(zhì)量分數(shù)：×100%=12.0%               

答：殘余液中的HCl的質(zhì)量分數(shù)為12.0%．

（6）B             （7）沒有

【點評】本題考查了對實驗室制取氣體的實驗步驟的掌握和應用，以及依據(jù)酸的性質(zhì)分析、設(shè)計實驗的能力