Question

17．實(shí)驗(yàn)室常用MnO₂與濃鹽酸反應(yīng)制備Cl₂（反應(yīng)裝置如圖所示）．
（1）制備實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先檢查裝置氣密性，接下來(lái)的操作依次是ACB（填序號(hào)）．
A．往燒瓶中加入MnO₂粉末
B．加熱
C．往燒瓶中加入濃鹽酸
（2）制備反應(yīng)會(huì)因鹽酸濃度下降而停止．為測(cè)定反應(yīng)殘余液中鹽酸的濃度，探究小組同學(xué)提出的下列實(shí)驗(yàn)方案：
甲方案：與足量AgNO₃溶液反應(yīng)，稱量生成的AgCl質(zhì)量．
乙方案：采用酸堿中和滴定法測(cè)定．
丙方案：與已知量CaCO₃（過(guò)量）反應(yīng)，稱量剩余的CaCO₃質(zhì)量．
丁方案：與足量Zn反應(yīng)，測(cè)量生成的H₂體積．
繼而進(jìn)行下列判斷和實(shí)驗(yàn)：
①判定甲方案不可行，理由是殘余液中的MnCl₂也會(huì)與AgNO₃反應(yīng)形成沉淀．
②進(jìn)行乙方案實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確量取殘余清液稀釋一定的倍數(shù)后作為試樣．
a．量取試樣20.00mL，用0.1000mol•L^-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗22.00mL，該次滴定測(cè)的試樣中鹽酸濃度為0.1100mol•L^-1；
b．平行滴定后獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
③判斷丙方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小（填“偏大”、“偏小”或“準(zhǔn)確”）．
[已知：Ksp（CaCO₃）=2.8×10^-9、Ksp（MnCO₃）=2.3×10^-11]
④進(jìn)行丁方案實(shí)驗(yàn)：裝置如右圖所示（夾持器具已略去）．
（i）使Y形管中的殘余清液與鋅粒反應(yīng)的正確操作是將鋅粒轉(zhuǎn)移到殘留溶液中．
（ii）反應(yīng)完畢，每間隔1分鐘讀取氣體體積、氣體體積逐漸減小，直至不變．氣體體積逐次減小的原因
是氣體未冷卻到室溫（排除儀器和實(shí)驗(yàn)操作的影響因素）．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)反應(yīng)物及制取氣體的操作步驟分析解答；
（2）①甲同學(xué)的方案：二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳，也會(huì)與硝酸銀反應(yīng)，故反應(yīng)不可行；
②依據(jù)滴定實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)定量計(jì)算；
③與已知量CaCO₃（過(guò)量）反應(yīng)，稱量剩余的CaCO₃質(zhì)量，由于部分碳酸鈣與轉(zhuǎn)化成碳酸錳沉淀，稱量剩余的固體質(zhì)量會(huì)偏大；
④依據(jù)鋅粒與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣進(jìn)行分析解答；化學(xué)反應(yīng)釋放熱量，氣體體積具有熱脹冷縮的特點(diǎn)．使Zn粒進(jìn)入殘余清液中讓其發(fā)生反應(yīng)．這樣殘余清液就可以充分反應(yīng)，如果反過(guò)來(lái)，殘余清液不可能全部轉(zhuǎn)移到左邊．若殘余清液轉(zhuǎn)移到左邊則會(huì)殘留在Y型管內(nèi)壁，導(dǎo)致產(chǎn)生氣體的量減少，使測(cè)定的鹽酸濃度偏小；反應(yīng)完畢時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)則氣體體積減少，又排除了其它影響因素，只能從氣體本身角度思考，聯(lián)想到該反應(yīng)是放熱的，就可能想到氣體未冷卻了．

解答 解析：（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先檢查裝置氣密性，然后向燒瓶中加入MnO₂粉，再向燒瓶中加入濃鹽酸，再加熱，操作依次是ACB，
故答案為：ACB；
（2）①甲同學(xué)的方案：二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳，也會(huì)與硝酸銀反應(yīng)，故不能用來(lái)測(cè)定殘余液中鹽酸的質(zhì)量，反應(yīng)不可行；
故答案為：殘余液中的MnCl₂也會(huì)與AgNO₃反應(yīng)形成沉淀；
②量取試樣20.00mL，用0.1000mol•L^-1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗22.00mL，該次滴定測(cè)得試樣中鹽酸濃度為，由C_HClV_HCl=C_NaOHV_NaOH可得出鹽酸的濃度為0.1100mol/L；
故答案為：0.1100；
③根據(jù)Ksp（CaCO₃）=2.8×10^-9sp（MnCO₃）=2.3×10^-11知碳酸錳的Ksp比碳酸鈣小，由于部分碳酸鈣與轉(zhuǎn)化成碳酸錳沉淀，稱量剩余的固體質(zhì)量會(huì)偏大，這樣一來(lái)反應(yīng)的固體減少，實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小，
故答案為：偏小；
④丁同學(xué)的方案：將鋅轉(zhuǎn)移到殘留溶液中，反應(yīng)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(dāng)溫度冷卻到室溫后，氣體體積不再改變；
故答案為：（i）鋅粒；殘留溶液；
（ii）氣體未冷卻到室溫；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的試劑添加順序，中和滴定的 實(shí)驗(yàn)操作和計(jì)算應(yīng)用，題目綜合性較強(qiáng)，掌握實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的實(shí)驗(yàn)步驟是解答的關(guān)鍵，難度中等．