Question

某研究性学习小组设计如图装置制取氯气并以氯气为原料进行实验．
（1）装置A烧瓶中发生反应的化学方程式为______；
（2）装置B中饱和食盐水的作用是______，装置C中浓硫酸的作用是______；
（3）实验时，先点燃______处的酒精灯，再点燃______处酒精灯，写出D中反应的化学方程式______，写出E中反应的离子方程式______；
（4）若实验中用12mol?L^-1浓盐酸10mL与足量的MnO₂反应，生成Cl₂的物质的量总是小于0.03mol，试分析可能存在的原因是：①______，②______．
欲使反应生成Cl₂的物质的量最大程度的接近0.03mol，则在装置气密性良好的前提下实验中应采取的措施是______．

Answer 1

解：（1）浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水MnO₂+4HCl（浓） MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
，注意稀盐酸和二氧化锰不反应．
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）制取的氯气中混有氯化氢气体和水蒸气，氯化氢极易溶于水，氯气也能溶于水，所以不能用水除去氯化氢气体；氯气和 水反应生成盐酸和次氯酸，食盐水中含有氯离子，能抑制氯气的溶解，所以要想除去氯气中的氯化氢应饱和食盐水；浓硫酸常常干燥能和碱反应气体，故选浓硫酸．
故答案为：除去HCl；　吸收水蒸气；
（3）实验开始需要先生成氯气充满装置后，再加热D处铁和氯气发生反应，氯气有强氧化性，能把二价铁离子氧化为三价铁离子，反应的离子方程式为：2Fe+3Cl₂=2FeCl₃；尾气吸收需要用氢氧化钠溶液吸收氯气，反应的离子方程式为，Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
故答案为：A；　D；2Fe+3Cl₂=2FeCl₃； Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）反应过程中浓盐酸是易挥发性酸，随反应进行盐酸浓度减小，稀盐酸和二氧化锰不能生成氯气；若实验中用12mol?L^-1浓盐酸10mL与足量的MnO₂反应，生成Cl₂的物质的量总是小于0.03mol，原因是HCl挥发，浓盐酸变稀不再反应；欲使反应生成Cl₂的物质的量最大程度的接近0.03mol，反应过程中尽可能减少反应为损失，缓慢加热减少氯化氢的挥发；
故答案为：HCl挥发，浓盐酸变稀不再反应；慢慢滴加浓盐酸，缓缓加热；
分析：（1）浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，注意稀盐酸和二氧化锰不反应；
（2）根据氯化氢和氯气的性质分析选用除杂试剂；浓硫酸常常干燥能和碱反应气体；
（3）先生成氯气充满装置后再加热D处铁和氯气发生反应，氯气有强氧化性，能把二价铁离子氧化为三价铁离子，尾气吸收需要用氢氧化钠溶液吸收氯气；
（4）反应过程中浓盐酸是易挥发性酸，随反应进行盐酸浓度减小，稀盐酸和二氧化锰不能生成氯气；反应过程中尽可能减少反应为损失，缓慢加热减少氯化氢的挥发；
点评：本题考查了氯气的实验室制法及化学性质，难度不大，氯气的氧化性、二价铁离子和三价铁离子的检验是高考的热点，注意方向反应过程的量的变化，题目难度中等．