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3.图是一个制取氯气,并以氯气为原料进行特定反应的装置.

(1)A是氯气发生装置,其中的化学方程式为MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O .
(2)实验开始时,先点燃A处的酒精灯,打开旋塞K,将Cl2充满整套装置,再点燃D处的酒精灯,Cl2通过C瓶后再进入D,则D中反应的化学方程式为Cu+Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl2;
(3)装置B的作用是吸收Cl2中的HCl气体.装置C的作用是干燥氯气.装置E的作用是吸收多余的氯气,防止污染空气.
(4)当D处反应完毕后,移去A处酒精灯,仍有少量Cl2产生,接下来应进行的操作是撒去D处的酒精灯,关闭活塞K,贮存余热产生的Cl2.

分析 (1)二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气;
(2)氯气与铜反应生成氯化铜,反应的化学方程式为:Cu+Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl2;
(3)饱和食盐水是吸收氯气中的氯化氢气体,浓硫酸是干燥氯气中水蒸气,E装置中的氢氧化钠吸收多余的氯气,防止造成大气污染;
(4)当D处反应完毕后,移去A处酒精灯,仍有少量Cl2产生,接下来应进行的操作是首先熄灭D处的酒精灯,关闭活塞K,让余热产生的气体贮存的B中.

解答 解:(1)二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气,反应的化学方程式为:MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)氯气与铜反应生成氯化铜,反应的化学方程式为:Cu+Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl2,故答案为:Cu+Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl2;
(3)饱和食盐水是吸收氯气中的氯化氢气体,浓硫酸是干燥氯气中水蒸气,E装置中的氢氧化钠吸收多余的氯气,防止造成大气污染,故答案为:吸收Cl2中的HCl气体;干燥氯气;吸收多余的氯气,防止污染空气;
(4)当D处反应完毕后,移去A处酒精灯,仍有少量Cl2产生,接下来应进行的操作是首先熄灭D处的酒精灯,关闭活塞K,让余热产生的气体贮存的B中,故答案为:撒去D处的酒精灯,关闭活塞K,贮存余热产生的Cl2.

点评 本题考查了氯气的实验室制法,难度中等,明确氯气是有毒的气体,要进行尾气的处理.

练习册系列答案
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13.我国产铜主要取自黄铜矿(CuFeS2),随着矿石品味的降低和环保要求的提高,湿法炼铜的优势日益突出.该工艺的核心是黄铜矿的浸出,目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三种方法.
I.氧化浸出
(1)在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化,测得有SO42-生成.
①该反应的离子方程式为2CuFeS2+17H2O2+2H+=2Cu2++2Fe3++4SO42-+18H2O.
②该反应在25-50℃下进行,实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值,试分析其原因为H2O2受热分解,产物Cu2+、Fe3+催化H2O2分解等.
Ⅱ.配位浸出
反应原理为:CuFeS2+NH3•H2O+O2+OH-→Cu(NH3)O42++Fe2O3+SO42-+H2O(未配平)
(2)为提高黄铜矿的浸出率,可采取的措施有提高氨水的浓度、提高氧压(至少写出两点).
(3)为稳定浸出液的pH,生产中需要向氨水中添加NH4Cl,构成NH3•H2O-NH4Cl缓冲溶液.某小组在实验室对该缓冲体系进行了研究:25℃时,向amol/L的氨水中缓慢加入等体积0.02mol/L的NH4Cl溶液,平衡时溶液呈中性.则NH3•H2O的电离常数Kb=$\frac{2×1{0}^{-9}}{a}$(用含a的代数式表示);滴加NH4Cl溶液的过程中水的电离平衡正向(填“正向”、“逆向”或“不”)移动.
Ⅲ.生物浸出
在反应釜中加入黄铜矿、硫酸铁、硫酸和微生物,并鼓入空气,黄铜矿逐渐溶解,反应釜中各物质的转化关系如图所示.

(4)在微生物的作用下,可以循环使用的物质有Fe2(SO4)3、H2SO4(填化学式),微生物参与的离子反应方程式为4Fe2++O2+4H+$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$4Fe3++2H2O(任写一个).
(5)假如黄铜矿中的铁元素最终 全部转化为Fe3+,当有2mol SO42-生成时,理论上消耗O2的物质的量为4.25mol.

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