题目内容

如图是某研究性学习小组设计制取氯气并以氯气为反应物进行特定反应的装置.

(1)要将C装置接入B和D之间,正确韵接法是:a→______→______→d.
(2)实验开始先点燃A处的酒精灯打开阀K,让Cl2充满整个装置,再点燃D处的酒精灯.Cl2通过C装置后进入D装置,D装置内盛有碳粉,发生氧化还原反应,生成CO2和HCl(g),发生反应的化学方程式为______.
(3)D处反应完毕后,关闭阀K,移去两个酒精灯,由于余热的作用,A处仍有少量Cl2产生,此时B中的现象是______,B的作用是______.
(4)在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进,说明需要改进的理由并画出改进后的装置图..

解:(1)由装置图判断判断,气体由B流经C进入到D中反应,气体通过盛有水的试管时应长进短出,否则不能通过C装置,故答案为:c,b;
(2)由题意知反应为Cl2、C、H2O,生成物为HCl和CO2,则反应的化学方程式为2Cl2+C+2H2O(g)4HCl+CO2,C为提供水蒸气的装置;
故答案为:2Cl2+C+2H2O(g)4HCl+CO2
(3)关闭旋塞K,移去两个酒精灯,由于余热的作用,A处仍有少量Cl2产生,B中的气体逐渐增多,压强增大,则导致瓶中液面下降,长颈漏斗内液面上升,氯气有毒,不能直接排放到空气中,B具有贮存少量氯气,并能防止空气污染,
故答案为:瓶中液面下降,长颈漏斗内液面上升;贮存少量Cl2,避免Cl2对环境造成污染;
(4)HCl极易溶于水,易产生倒吸现象,应用倒置的漏斗,
故答案为:D中反应生成的HCl气体极易溶于水,易发生倒吸,
分析:(1)气体通过盛有水的试管时应长进短出;
(2)根据反应物和生成物,结合质量守恒定律书写化学方程式;
(3)关闭旋塞K,B中的气体逐渐增多,压强增大,B能贮存气体;
(4)HCl极易溶于水,易产生倒吸现象.
点评:本题考查氯气的制备和性质实验,题目难度中等,注意气密性的检查原理和方法.
练习册系列答案
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(2011?南关区二模)某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究.
(1)提出假设 
①该反应的气体产物是CO2
②该反应的气体产物是CO.
③该反应的气体产物是
CO2和CO的混合物
CO2和CO的混合物

(2)设计方案   
如图所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比.
(3)查阅资料
氮气不与碳、氧化铁发生反应.实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应制得氮气.请写出该反应的离子方程式:
NH4++NO2-
  △  
.
 
N2↑+2H2O
NH4++NO2-
  △  
.
 
N2↑+2H2O

(4)实验步骤
①按如图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀,放入10.38g的硬质玻璃管中;
②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气;
③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊;
④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气.冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为53.02g;
⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为1g.步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为
步骤②中是为了排尽空气,步骤④是为了赶出所有的二氧化碳,确保被完全吸收
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(5)数据处理
试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式:
5C+2Fe2O3
  △  
.
 
4Fe+4CO+CO2
5C+2Fe2O3
  △  
.
 
4Fe+4CO+CO2

(6)实验优化
学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善.
①甲同学认为:应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由是
氢氧化钡的溶解度大,浓度大,使二氧化碳被吸收的更完全,碳酸钡的相对原子质量大于碳酸钙的,称量时相对误差小
氢氧化钡的溶解度大,浓度大,使二氧化碳被吸收的更完全,碳酸钡的相对原子质量大于碳酸钙的,称量时相对误差小

②从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案:
在尾气口处加一点燃的酒精灯
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某校开展课外研究性学习:从废旧干电池中回收碳棒、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质,整个过程如下,回答有关问题:
(1)如图是干电池的基本构造图,干电池工作时正极上的反应是N
H
+
4
+e-=NH3↑+
1
2
H2
则负极上的电极反应式是
Zn-2e-=Zn2+
Zn-2e-=Zn2+
.MnO2的作用是除去正极上的某产物,本身生成Mn2O3,该反应的化学方程式是
2MnO2+H2=Mn2O3+H2O
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(2)锌皮和碳棒的回收:用钳子和剪子剪开回收的干电池的锌筒,将锌皮和碳棒取出,刷洗干净,将电池内的黑色粉末移入小烧杯中.
(3)氯化铵、氯化锌的提取、分离和检验.①如何从黑色粉末中提取NH4Cl和ZnCl2的晶体混合物?写出简要的实验步骤:
向黑色粉末中加入一定量的蒸馏水充分搅拌溶解,过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,再过滤,所得晶体即为ZnCl2和NH4Cl的混合物
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②用什么方法可将NH4Cl和ZnCl2的晶体混合物分离开?
加热
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③写出证明ZnCl2晶体中含Zn2+的操作步骤及实验现象:
取少量ZnCl2于试管中溶解,将溶液平均分为两等份,分别滴加足量NaOH溶液和氨水,两支试管中均为先后白色沉淀生成,后沉淀又溶解
取少量ZnCl2于试管中溶解,将溶液平均分为两等份,分别滴加足量NaOH溶液和氨水,两支试管中均为先后白色沉淀生成,后沉淀又溶解
(已知Zn(OH)2是两性氢氧化物且能溶解于氨水)
④最后剩余的黑色残渣的主要成分是MnO2,还有炭黑和有机物等,可用灼烧的方法除去杂质.该实验中需要用到的主要仪器除酒精灯外,还有
坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、玻璃棒
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