Question

下图是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置：

（几种气体的溶解度：常温常压下，1体积水可溶解CO₂、Cl₂、HCl分别为1、2、500体积）
（1）A是氯气发生装置，其中的离子反应方程式为                              ；
（2）要将C装置接入B和D之间，正确的接法是a→______，______ →d。
（3）实验开始时，先点燃A处的酒精灯，打开旋塞K，让Cl₂充满整个装置，再点燃D处酒精灯，连接上E装置。Cl₂通过C瓶后再进入D。D装置的硬质玻璃管内盛有炭粉，发生氧化还原反应，其产物为两种气体，且体积比为1∶4。试写出D中发生反应的化学方程式                      ，装置C的作用是                                                            ；为了使C装置发挥更好的作用，可向烧杯中加入浓硫酸，加入浓硫酸的作用是
                                                                       。
（4）在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进，说明需要改进的理由并画出改进后的
装置图                                            。
（5）D处反应完毕后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有Cl₂产生，此时B中的现象是                                                   。

Answer 1

（1）4H⁺＋2Cl^-＋MnO₂ ="==" Mn²⁺＋2H₂O＋Cl₂↑
（2）c   b（1分）
（3）2Cl₂＋2H₂O(g)＋C ="==" 4HCl ＋CO₂
吸收Cl₂中的HCl气体，提供D处所需水蒸气；
浓硫酸稀释时放出大量的热，促进试管里的水蒸发，减少氯气的溶解。（1分）
（4）尾气的吸收需要改进，否则容易出现因为HCl气体的极易溶解导致倒吸现象的出现；
防倒吸装置均可，图略。
（5）瓶中液面下降，长颈漏斗内液面上升。

试题分析：（2）C装置是洗气装置，应长导管进气，短导管出气。
（3）C中盛放的水，可以吸收随氯气挥发出的HCl，但同时也会有水蒸气混入Cl₂中，因此和碳单质反应时，水蒸气也会参与，根据原子守恒，产生的气体只能是HCl和CO₂,。根据产物的体积之比，可写出方程式。
C有提供反应所需水蒸气的作用，加入的浓硫酸在稀释时会放出大量热，可促进试管中水的蒸发，同时可减少氯气的溶解。
（4）尾气中含有易溶于水的HCl，直接通入水中易发生倒吸，因此应改为防倒吸装置。
（5）关闭K后，多余的氯气进入B中，使B中压强增大，因此B中液面下降，长颈漏斗中液面上升。