Question

14．ClO₂的漂白能力和消毒能力比氯氣強(qiáng)且使用安全，實(shí)驗(yàn)室制備ClO₂的裝置如圖所示（已知常溫下ClO₂是一種易溶于水兒難溶于有機(jī)溶劑的氣體）．

（1）裝置A產(chǎn)生的Cl₂經(jīng)除雜，干燥后與裝置D中的NaClO₂反應(yīng)可制得ClO₂氣體，裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，裝置B中的試劑是飽和食鹽水，裝置C中的試劑是濃硫酸，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl；
（2）儀器D的名稱是球形干燥管，裝置E的作用是除去ClO₂中的未反應(yīng)的Cl₂；
（3）改裝置存在著一個(gè)明顯的缺陷是缺尾氣吸收裝置；
（4）工業(yè)上制取ClO₂所需的原料之一，Cl₂可以通過海水提鎂獲得，實(shí)驗(yàn)室模擬海水提鎂制取鎂和Cl₂時(shí)，可采用石墨作為陽極（填“陰”或“陽”），不銹鋼作另一個(gè)點(diǎn)擊，電解熔融狀態(tài)的MgCl₂獲得．

Answer 1

分析 由題目中所給信息和實(shí)驗(yàn)裝置圖可知：本實(shí)驗(yàn)首先用濃鹽酸和MnO₂在加熱條件下反應(yīng)制備Cl₂，反應(yīng)的方程式為MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，生成的氯氣中混有HCl和水，為制備純凈干燥的氯氣，根據(jù)氯氣不溶于飽和食鹽水的性質(zhì)，可用飽和食鹽水除去氣體中混有的HCl雜質(zhì)，B裝置：除去氣體中混有的HCl雜質(zhì)，C裝置：然后用濃硫酸干燥除去水，經(jīng)除雜、干燥后在D中亞氯酸鈉固體反應(yīng)生成ClO₂，由于Cl₂易溶于CCl₄液體，E用于除去ClO₂中的未反應(yīng)的Cl₂，最后用向上排空法收集．
（1）實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和MnO₂在加熱條件下反應(yīng)制備Cl₂；B裝置：除去氣體中混有的HCl雜質(zhì)，C裝置：然后用濃硫酸干燥除去水，D中亞氯酸鈉固體反應(yīng)生成ClO₂；
（2）儀器D的名稱是球形干燥管，生成的ClO₂中混有氯氣，為制備純凈干燥的ClO₂，根據(jù)氯氣易溶于四氯化碳，使用四氯化碳來除去氯氣，所以裝置E的作用是除去ClO₂中的未反應(yīng)的Cl₂；
（3）F后應(yīng)連接尾氣吸收裝置；
（4）無水MgCl₂在熔融狀態(tài)下，通電后會(huì)產(chǎn)生Mg和Cl₂：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，電解時(shí)石墨作陽極．

解答 解：（1）裝置A中濃鹽酸和MnO₂在加熱條件下反應(yīng)制備Cl₂，反應(yīng)的方程式為MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，生成的氯氣中混有HCl和水，為制備純凈干燥的氯氣，根據(jù)氯氣不溶于飽和食鹽水的性質(zhì)，可用飽和食鹽水除去氣體中混有的HCl雜質(zhì)，B裝置：除去氣體中混有的HCl雜質(zhì)，C裝置：然后用濃硫酸干燥除去水，經(jīng)除雜、干燥后在D中亞氯酸鈉固體反應(yīng)2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl，生成ClO₂，
故答案為：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；飽和食鹽水；濃硫酸；2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl；
（2）儀器D有球形的顯著特征為球形，所以其名稱是球形干燥管，常溫下ClO₂是一種易溶于水，難溶于有機(jī)溶劑的氣體，生成的ClO₂中混有氯氣，為制備純凈干燥的ClO₂，使用四氯化碳來除去氯氣，所以裝置E的作用是除去ClO₂中的未反應(yīng)的Cl₂，
故答案為：球形干燥管；除去ClO₂中的未反應(yīng)的Cl₂；
（3）用排空氣法收集二氧化氯，排出的空氣中含有二氧化氯，需用尾氣吸收裝置，ClO₂是一種易溶于水的氣體，尾氣吸收時(shí)要防止倒吸，
故答案為：缺尾氣吸收裝置；
（4）電解熔融狀態(tài)下的無水MgCl₂制取金屬鎂，陰極上鎂離子放電生成單質(zhì)鎂，所以電解時(shí)石墨作陽極，不銹鋼作陰極，熔融狀態(tài)下，通電后會(huì)產(chǎn)生Mg和Cl₂，方程式為：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，
故答案為：陽；熔融．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氯氣、ClO₂的制取及其性質(zhì)，題目難度中等，學(xué)習(xí)中注意把握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作，做該類題目時(shí)把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理是解答題目的關(guān)鍵．