Question

6．某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行实验（图中a、b、c表示止水夹）．

（1）甲、乙两仪器的名称是分液漏斗、圆底烧瓶．
（2）A、C、E相连后的装置可用于制取Cl₂，写出A中发生反应的化学方程式MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，将Cl₂通入含有酚酞的NaOH溶液中的现象是，该反应的离子方程式为Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（3）B、D、E装置相连后，在B中盛装浓硝酸和铜片（铜片放在有孔塑料板上），可制得NO₂并进行有关实验．
①写出该反应的离子方程式Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O．
②欲用D装置验证NO₂与水的反应，其操作步骤为：先关闭止水夹ab，再打开止水夹c，使烧杯中的水进入试管丁中．
③试管丁中的NO₂与水充分反应后，若向试管内缓缓通入一定量的O₂，直至试管全部充满水，则所得溶液中溶质的物质的量浓度是0.045mol•L^-1（保留2位有效数值，气体按标准状况计算）．

Answer 1

分析 （1）根据仪器的特征以及常见仪器的名称解答；
（2）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；氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸可使紫色溶液变红，氯气能和强碱反应生成次氯酸盐、氯化物和水，次氯酸盐具有漂白性，能使石蕊溶液褪色；
（3）①浓硝酸具有强氧化性，与铜反应生成二氧化氮气体；
②根据二氧化氮溶于水形成压强差分析；
③先根据二氧化氮的体积计算硝酸的物质的量，进而计算浓度．

解答 解：（1）甲仪器具有球形特征，带有玻璃活塞，为分液漏斗，乙容器底部表面积比较大，为圆底烧瓶，
故答案为：分液漏斗、圆底烧瓶；
（2）实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制取氯气，二氧化锰具有氧化性，氯化氢具有还原性，两者反应生成氯气、氯化锰和水，化学方程式：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸可使紫色溶液变红，氯气能和强碱反应生成次氯酸盐、氯化物和水，次氯酸盐具有漂白性，能使石蕊溶液褪色，原理为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；溶液红色褪去；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）①铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，方程式为Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，反应离子方程式为：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
②若二氧化氮能和水反应，则烧杯内气体的压强会减小，小于外界大气压，烧杯中的溶液会倒流于试管丁，所以先关闭止水夹 ab再打开止水夹 c，双手紧握（或微热）试管丁使试管中气体逸出，NO₂与水接触后水倒流，使烧杯中的水进入试管丁，
故答案为：ab；c；
③设容器的体积为VL，所以二氧化氮气体的物质的量为n=$\frac{VL}{22.4L/mol}$，二氧化氮和氧气、水反应生成硝酸，所以溶质是硝酸．
设生成硝酸的物质的量为xmol；
4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃
4mol                    4mol
$\frac{VL}{22.4L/mol}$        xmol
x=$\frac{VL}{22.4L/mol}$，
C=$\frac{n（HN{O}_{3}）}{V}$=$\frac{VL}{\frac{22.4L/mol}{VL}}$≈0.045mol/L，
故答案为：0.045 mol•L^-1．

点评 本题考查氯气的实验室制法及氯气、二氧化氮的性质，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，注意NO₂与水充分反应溶液中溶质的物质的量浓度计算技巧，题目难度中等．