Question

16．欲选用下列部分装置在实验室中以MnO₂和浓盐酸为原料制取纯净、干燥的氯气．

（1）圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（2）按气流方向由左到右，导管口连接顺序为a→b→c→g→h→d．
（3）装置连接好后，在装药品前，需检验装置的气密性，具体方法是关闭分液漏斗的活塞，将导管插入水中；微热圆底烧瓶；若导管末端产生气泡，停止加热，导管中有一段水柱形成，说明装置不漏气．
（4）B中饱和食盐水的作用是除去Cl₂中混有的HCl气体；E中浓硫酸的作用是除去Cl₂中混有的水蒸气
（5）C烧杯中NaOH溶液的作用是尾气处理，发生的化学反应方程式：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O
（6）若生成2.8L标准状况时的氯气，被氧化的HCl的物质的量为多少0.25 mol．

Answer 1

分析 （1）圆底烧瓶中二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰和水；
（2）生成的Cl₂含有HCl、H₂O，所以a连接b、c，通过饱和食盐水除去HCl、继续连接g、h，通过浓硫酸，除去H₂O，再连接d，即可收集纯净、干燥的氯气；
（3）装置密闭后改变装置内的压强，看导气管是否有气泡冒出，停止加热是否有液体上升设计；
（4）浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有氯化氢和水蒸气，通过饱和食盐水可以吸收氯化氢，通过浓硫酸可以吸收氯气中的水蒸气，据此解答；
（5）氯气有毒，需要进行尾气处理，氯气能够与氢氧化钠溶液反应，被氢氧化钠吸收，二者反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
（6）氯化氢与二氧化锰反应生成氯气、氯化锰和水，4mol氯化氢参加反应，只有2mol被氧化，结合方程式计算解答．

解答 解：（1）圆底烧瓶中二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰和水，离子方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）生成的Cl₂含有HCl、H₂O，所以a连接b、c，通过饱和食盐水除去HCl、继续连接g、h，通过浓硫酸，除去H₂O，再连接d，即可收集纯净、干燥的氯气；
故答案为：b→c→g→h→d；
（3）连接好仪器，装药品前装置的气密性检查方法是：关闭分液漏斗的活塞，将导管插入水中；微热圆底烧瓶；若导管末端产生气泡，停止加热，导管中有一段水柱形成，说明装置不漏气；
故答案为：关闭分液漏斗的活塞，将导管插入水中；微热圆底烧瓶；若导管末端产生气泡，停止加热，导管中有一段水柱形成，说明装置不漏气；
（4）浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有氯化氢和水蒸气，通过饱和食盐水可以吸收氯化氢，通过浓硫酸可以吸收氯气中的水蒸气；
故答案为：除去Cl₂中混有的HCl气体；  除去Cl₂中混有的水蒸气；
（5）氯气有毒，需要进行尾气处理，氯气能够与氢氧化钠溶液反应，被氢氧化钠吸收，二者反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，方程式：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，所以C中氢氧化钠作用尾气处理；
故答案为：尾气处理；  Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（6）2.8L标准状况时的氯气，物质的量n=$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，则：
MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O   被氧化HCl
                             1mol            2mol    
                             0.125mol          n

n=0.25mol，
故答案为：0.25．

点评 本题考查了氯气的实验室制备和收集，明确制备原理及氯气的性质是解题关键，掌握基础是关键，题目难度不大．