Question

17．实验室制备Cl₂的过程中有水蒸气和HCl挥发，甲同学设计如图装置进行验证，请回答下列问题．

（1）写出装置②中反应化学方程式MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，为减少HCl挥发应采取的操作措施为逐滴加入浓盐酸，缓慢加热
（2）请根据甲同学的意图，连接相应的装置，接口的顺序：b接e，f接d，c接a，U形管中所盛试剂的化学式为无水CuSO₄，装置③中CCl₄的作用是吸收Cl₂．
（3）乙同学认为甲同学实验不能证明最终通入AgNO₃溶液中额气体只有HCl．为确保实验结论的可靠性，乙同学提出在某两个装置之间加装置⑤，则装置⑤应加在③①之间（按连接顺序填装置序号），瓶中可以放入湿润的淀粉KI试纸（或湿润的有色布条）进行检验．
（4）丙同学认为只需将原来烧杯中的AgNO₃溶液换成紫色石蕊试液溶液，如果观察到紫色石蕊试液变红色而不褪色现象，则证明Cl₂时有HCl挥发．

Answer 1

分析 （1）装置②中是二氧化锰和浓盐酸发生反应生成氯化锰、氯气和水，减缓氯化氢挥发可以逐滴滴入，缓慢加热等；
（2）根据实验原理和目的及各装置的作用决定仪器排列组装顺序，U形管中所盛试剂作用是检验水蒸气的存在，实验室常用无水硫酸铜检验水的存在，装置③除去氯气，防止HCl干扰检验；
（3）①装置用来检验HCl气体，为了确保实验结论的可靠性，应排除氯气的干扰，故应检验氯气是否除尽，检验氯气通常用湿润的KI淀粉试纸（或湿润的有色布条）；
（4）HCl呈酸性，使紫色石蕊试液变红，Cl₂使紫色石蕊试液先变红后褪色．

解答 解：（1）装置②中是二氧化锰和浓盐酸发生反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为：反应的化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，为减少HCl挥发应采取的操作措施逐滴加入，缓慢加热减少氯化氢挥发，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；逐滴滴入浓盐酸，缓慢加热等；
（2）先验证制备的氯气中是否含有水蒸气，然后除去氯气，再检验是否含有氯化氢，所以相应的装置接口连接顺序为b，e，f，d，c，a，无水硫酸铜与水反应生成蓝色五水硫酸铜晶体，可用来检验水，氯气易溶于四氯化碳溶液，可用来吸收氯气，防止HCl干扰检验，
故答案为：e；f；d；c；无水CuSO₄；吸收氯气；
（3）①装置用来检验HCl气体，为了确保实验结论的可靠性，应排除氯气的干扰，在③吸收氯气之后要检验氯气是否完全除去，根据氯气具有强氧化性的性质，可用湿润的淀粉KI试纸检验，如不变色，说明已经完全除去，
故答案为：①③；湿润的淀粉KI试纸（或湿润的有色布条）；
（4）HCl呈酸性，使紫色石蕊试液变红，Cl₂使紫色石蕊试液先变红后褪色．若只变红不褪色，说明制Cl₂时有HCl挥发出来．
故答案为：紫色石蕊试液； 紫色石蕊溶液变红且不褪色．

点评 本题以氯气的制备和性质的检验为载体，考查学生对实验方案设计评价，题目综合性较强合，难度中等．关键理清实验原理和目的及各装置的作用．