题目内容
【题目】某校化学兴趣小组为研究Cl2的性质，设计如图所示装置进行实验
(1)实验室以二氧化锰和浓盐酸制备氯气的化学方程式为_______________。
(2)装置Ⅱ的作用是____________________________________。
(3)实验过程中，装置Ⅳ中的实验现象为_________________________；发生反应的化学方程式为_______________________________。
(4)实验结束后，该组同学在装置Ⅲ中(a是干燥的品红试纸，b是潮湿的品红试纸)观察到b的红色褪去，但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的，你认为还需在上图装置_______与_____________之间添加下图中的_____________装置(填序号)，该装置的作用是____________。
(5)装置V的目的是防止尾气污染空气，写出装置V中发生反应的化学方程式：_________________。
(6)将8.7 g MnO2与含HCl 14.6 g的浓盐酸共热制Cl2，甲同学认为可制得Cl2 7.1 g，乙同学认为制得Cl2的质量小于7.1 g，你认为__________(填“甲”或“乙”)同学正确，原因是 ___________________。
【答案】MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O 除去氯气中的氯化氢气体 无色溶液变蓝色 Cl2＋2KI===I2＋2KCl Ⅱ Ⅲ ④ 干燥Cl2 Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O 乙 随着反应进行，浓盐酸浓度会降低，稀盐酸与MnO2不反应
【解析】
本题是实验室制备Cl2和验证Cl2某些性质的实验。装置I是实验室制Cl2的装置，装有饱和食盐水的洗气瓶是为了除去Cl2中的HCl气体，装置III是检验氯水的漂白性，同时验证Cl2无漂白性，IV装置验证Cl2的氧化性，最后装置V吸收多余的Cl2，防止污染空气。
(1)实验室用二氧化锰和浓盐酸共热制备氯气，其化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)浓盐酸能挥发出HCl气体，制得的氯气中会混有HCl气体，而Cl2在饱和食盐水中溶解度最小，HCl气体又极易溶于水，所以装置II的作用是除去氯气中的氯化氢气体。
(3)因为Cl2的氧化性大于I2，Cl2通入无色的KI溶液中发生反应：2KI+Cl2=I2+2KCl，I2能使淀粉变蓝，所以装置IV中的实验现象为无色溶液变蓝色，发生反应的化学方程式为2KI+Cl2=I2+2KCl。
(4)氯气通过饱和食盐水时会带出水蒸气，潮湿的Cl2中会生成HClO，HClO具有漂白性，所以a处干燥的品红试纸褪色。若使“a无明显变化”，则必须在氯气进入装置III前除去氯气中的水蒸气，故需要在装置II和装置III之间连接一干燥装置，且所选干燥剂不能与Cl2反应，NaHCO3溶液、碱石灰、NaOH溶液均可与Cl2反应，所以只能选择装置④，放在装置II与装置III之间。
(5)Cl2有毒，且易与NaOH反应，因NaOH溶液浓度较大，能充分吸收多余的Cl2，防止Cl2污染空气，其发生反应的化学方程式是Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。
(6)8.7gMnO2的物质的量=
=0.1mol，14.6gHCl的物质的量=
=0.4mol，根据反应方程式MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O可知，只有0.1molMnO2和0.4molHCl恰好完全反应才能产生0.1molCl2（即7.1gCl2）；但是，反应过程中随着HCl逐渐消耗以及反应生成水，使得浓盐酸逐渐变稀，而稀盐酸不能跟MnO2反应，因此0.1molMnO2和0.4molHCl不能完全反应，所以产生的Cl2小于0.1mol（即产生的Cl2质量小于7.1g），乙同学正确。
