题目内容

10.ClO2作为一种广谱型的消毒剂,将逐渐用来取代Cl2成为自来水的消毒剂.已知ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体,实验室制备ClO2的原理是用亚氯酸钠固体与纯净的氯气反应 2NaClO2+Cl2═2ClO2+2NaCl
如图1是实验室用于制备和收集一定量纯净的ClO2的装置(某些夹持装置和垫持用品省略).其中E中盛有CCl4液体.

(1)仪器P的名称是分液漏斗
(2)写出装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)E装置中所盛试剂的作用是用于除去ClO2中未反应的Cl2
(4)F处应选用的收集装置是图2②(填序号),其中与E装置导管相连的导管口是图2d(填接口字母).

(5)以下是尾气吸收装置,能用于吸收多余ClO2气体,并能防止倒吸的装置的是如图3的D

A.①②B.②③C.③④D.②④
(6)若用100mL 2mol•L-1的浓盐酸与足量的MnO2制备Cl2,则被氧化的HCl的物质的量是C(填序号).
A.>0.1mol        B.0.1mol    C.<0.1mol        D.无法判断.
(7)ClO2也可由NaClO3在H2SO4溶液存在下与Na2SO3反应制得.请写出反应的化学方程式:2ClO3-+SO32-+2H+═2ClO2+SO42-+H2O.

分析 由实验装置图可知实验首先用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2,反应的方程式为MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,经除杂、干燥后在D中与亚氯酸钠固体反应生成ClO2,由于Cl2易溶于CCl4液体,E用于除去ClO2中的未反应的Cl2,最后用向上排空法收集,
(1)实验室用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2,浓盐酸应盛装在分液漏斗中,则P为分液漏斗;
(2)浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2
(3)生成的ClO2中混有氯气,为制备纯净干燥的ClO2,根据氯气易溶于四氯化碳的也远了,使用四氯化碳来除去氯气;
(4)ClO2是一种易溶于水的气体,且密度比空气大,应用向上排空气法收集,且进行尾气处理,故用双孔橡皮塞;
(5)ClO2是一种易溶于水的气体,尾气吸收时要防止倒吸,导气管不能插入到液面以下;
(6)浓盐酸在加热条件下与二氧化锰发生氧化还原反应,但随着反应的进行,盐酸浓度变稀时,不与二氧化锰反应;
(7)由KClO3在H2SO4存在下与Na2SO3反应制得二氧化氯,还生成硫酸钾、水.

解答 解:由实验装置图可知实验首先用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2,反应的方程式为MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,经除杂、干燥后在D中与亚氯酸钠固体反应生成ClO2,由于Cl2易溶于CCl4液体,E用于除去ClO2中的未反应的Cl2,最后用向上排空法收集,
(1)实验室用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2,浓盐酸应盛装在分液漏斗中,则P为分液漏斗;
故答案为:分液漏斗;
(2)浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2,反应的方程式为MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;
故答案为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(3)生成的ClO2中混有氯气,为制备纯净干燥的ClO2,根据氯气易溶于四氯化碳的也远了,使用四氯化碳来除去氯气;
故答案为:用于除去ClO2中未反应的Cl2
(4)ClO2是一种易溶于水的气体,且密度比空气大,应用向上排空气法收集,且进行尾气处理,故用双孔橡皮塞;
故答案为:②;d;
(5)ClO2是一种易溶于水的气体,尾气吸收时要防止倒吸,导气管不能插入到液面以下,②④符合;
故答案为:D;
(6)浓盐酸在加热条件下与二氧化锰发生氧化还原反应,但随着反应的进行,盐酸浓度变稀时,不与二氧化锰反应,根据MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O可知,若用100mL 2mol•L-1的浓盐酸与足量的MnO2制备Cl2,则被氧化的HCl的物质的量<0.1mol;
故答案为:C;
(7)KClO3在H2SO4存在下与Na2SO3反应,SO32-被氧化成SO42-,由电子、电荷守恒可知该离子反应为2ClO3-+SO32-+2H+═2ClO2+SO42-+H2O,
故答案为:2ClO3-+SO32-+2H+═2ClO2+SO42-+H2O.

点评 本题综合考查了氯气的制取、氯气的性质、氯气的尾气处理等知识点,题目难度中等,学习中注意把握化学实验基本操作,做该类题目时把握实验目的和实验原理是解答题目的关键.

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