题目内容

2.利用图1所示实验(部分装置)收集氯气并验证氯气的性质:

(1)A为Cl2的发生装置.若制取氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,与之对应的A装置(图2)是b(填写装置的序号).
(2)利用D中的广口瓶收集氯气,试在装置图中完善D装置(将虚线表示的一根或两根导管改为实线,也可都不改).
(3)写出装置E中反应的离子方程式Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O.
(4)利用D中收集的氯气进行铁与氯气的反应实验:用坩埚钳夹持一束细铁丝,在酒精烧至红热,然后伸入盛有氯气的集气瓶中.
(5)通入氯气一段时间后,洗气瓶B溶液中有一部分SO32-氧化成SO42-,反应的离子方程式为SO32-+Cl2+H2O=SO42-+2Cl-+2H+.试设计实验方案,检验洗气瓶B溶液中Cl和SO42-的存在.可供选择的试剂及仪器为:
稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、Ba(NO32溶液、AgNO3溶液、澄清石灰水、试管、胶头滴管.
实验步骤预期现象和结论
步骤1:取适量B中溶液于试管Ⅰ中,滴加过量稀盐酸和BaCl2溶液若产生白色沉淀,则洗气瓶B溶液中存在SO42-
步骤2:另取适量B中溶液于试管Ⅱ中,滴加过量Ba(NO32溶液,振荡,静置产生白色沉淀
步骤3:取步骤2后试管Ⅱ中的上层清液于试管Ⅲ中,滴加稀HNO3和AgNO3溶液.若产生白色沉淀,则洗气瓶白溶液中存在Cl-

分析 (1)实验室通常用二氧化锰与浓盐酸加热反应制备氯气,依据反应物状态和反应条件选择发生装置;
(2)氯气的密度大于空气的密度,应选择向上排空气法;
(3)氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水;
(4)依据氯气与铜反应的条件解答;
(5)氯气具有强的氧化性,能够氧化亚硫酸根离子生成硫酸根离子,据此写出反应离子方程式;
检验硫酸根离子应排除亚硫酸根离子的干扰;检验氯离子选用硝酸银,反应生成氯化银不溶于稀硝酸.

解答 解:(1)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,方程式:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,反应为固体+固体加热反应,应选择装置b;
故答案为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O; b;
(2)氯气的密度大于空气的密度,应选择向上排空气法,利用D中的广口瓶收集氯气,气体应长进短出,左边改为实线,
故答案为:左边改为实线;
(3)氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应离子方程式:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(4)氯气与铜反应需要加热,所以应将铜丝在酒精烧至红热,
故答案为:在酒精烧至红热;
(5)亚硫酸根离子具有强的还原性能够被氯气氧化生成硫酸根离子,反应的离子方程式为:Cl2+SO32-+H2O═SO42-+2H++2Cl-
检验洗气瓶B溶液中SO42-的存在,应排除亚硫酸根离子,先加入足量的稀盐酸,然后加入氯化钡溶液,若出现白色沉淀,即含有硫酸根离子;
检验氯离子存在,应排除硫酸根、亚硫酸根离子的干扰,取适量洗气瓶B中溶液于试管Ⅱ中,滴加 过量Ba(NO32溶液振荡,静置,取上层清液于试管Ⅲ中,滴加硝酸银和稀硝酸,若产生白色沉淀,则洗气瓶B溶液中存在Cl-
故答案为:Cl2+SO32-+H2O═SO42-+2H++2Cl-;过量稀盐酸和BaCl2溶液;稀HNO3和AgNO3溶液.

点评 本题为实验题,考查了氯气的制备、氯气性质的检验,明确反应的原理,发生装置选择的依据是解题关键,注意硫酸根、氯离子的检验方法,题目难度中等.

练习册系列答案
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已知:
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②Ba(NO32晶体的分解温度:592℃; Ba(NO32的溶解度在高温时较大,低温时较小;f一
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(3)加入X的目的是调节溶液的pH,使Fe3+完全沉淀除去.
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(5)若用(4)的方法处理含有0.21m o l BaSO4样品,每次用1.0L 2.0m o l•L-1饱和Na2CO3溶液,则至少需要处理5次,BaSO4才能全部转化BaCO3
(6)操作III的名称是:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥.
(7)上述流程中对环境的影响主要有氮的氧化物和重金属污染.因此要进一步处理,避免造成二次污染.

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