题目内容

某化学兴趣小组在实验室里制备Cl2并验证实验过程中有HCl挥发出来．请回答下列问题：
（1）甲同学设计了如下图所示的实验装置：
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①连接A、B、C、D时，相应的接口连接顺序为：b接
 
，
 
接
 
，
 
接
 
；
②装置B中发生反应的离子方程式为
 
；
③装置中Cu的作用为
 
（用化学方程式和必要的文字回答）；
④实验开始，打开B中分液漏斗的活塞时，若漏斗中的液体没有顺利流下来，其可能原因是
 
．
（2）乙同学认为甲同学的实验中有缺陷，不能证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种．为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加装置E，你认为装置E应加在
 
之间（按顺序填装置序号），其目的是
 
，瓶中可以放入
 
．如果实验结论可靠，应观察到的现象是
 
．
（3）丙同学看到乙同学设计的装置后提出无需多加装置，只需将原来烧杯中的AgNO3溶液换掉．你认为应将溶液换成
 
，如果观察到
 
的现象，则说明甲的实验不可靠．
分析：（1）①根据实验发生装置→除杂装置→收集装置→尾气处理装置排序；产生的氯气先用D装置净化，再与C中铜粉反应，最后通入A装置；
②利用浓盐酸和二氧化锰加热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为：4HCl（浓）十Mn02
  △  
.
 
MnCl2+C12↑+2H2O，据此书写离子反应方程式；
③该实验是验证实验过程中有HCl挥发出来，利用铜粉除去氯气后剩余氯化氢，用硝酸银检验挥发出来的氯化氢；
④依据分液漏斗的使用方法和结构特征分析；
（2）装置用来检验HCl气体，为了确保实验结论的可靠性，应排除氯气的干扰，故应检验氯气是否除尽，检验氯气通常用湿润的KI淀粉试纸（或湿润的有色布条）；实验结论可靠，应观察到的现象是试纸不变蓝（或有色布条不褪色）；
（3）该实验是验证实验过程中有HCl挥发出来，为排除氯化氢中氯气的干扰，可根据氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性而氯化氢没有该性质，据此分析解答；
解答：解：（1）①实验装置的连接顺序为：发生装置→除杂装置→收集装置→尾气处理装置；B为氯气的制取装置，浓盐酸与足量MnO2反应制取Cl2，反应需要加热，氯化氢易挥发，所以制取的氯气中含有水蒸气和氯化氢，实验需验证实验过程中有HCl挥发出来，浓硫酸有吸水性，所以连接浓硫酸装置干燥，除杂装置中长导管进气b接f，短导管出气e，C装置除去氯气，最后用A证明有氯化氢，
故答案为：f，e，c（或 d），d（或c），a；
②装置B利用浓盐酸和二氧化锰加热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为：4HCl（浓）十Mn02
  △  
.
 
MnCl2+C12↑+2H2O，反应的离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O，
故答案为：MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O；
③该实验是验证实验过程中有HCl挥发出来，利用铜粉除去氯气，所以装置中Cu的作用为除去HCl中的氯气或吸收氯气，Cu+Cl2
  △  
.
 
CuCl2，
故答案为：除去HCl中的氯气或吸收氯气，Cu+Cl2
  △  
.
 
CuCl2；
④在实验时打开A中分液漏斗的活塞后，漏斗中的液体没有顺利流下，其可能原因是分液漏斗上口玻璃塞未打开或活塞上小孔和槽口未对齐，
故答案为：分液漏斗上口的玻璃塞未打开或分液漏斗上的口的槽、孔未对齐；
（2）装置用来检验HCl气体，为了确保实验结论的可靠性，应排除氯气的干扰，在氯化氢通入硝酸银溶液之前，要证明氯气已被除尽，根据氯气具有强氧化性的性质，故E装置应放在C与A之间，可选择湿润的KI淀粉试纸（若氯气未除尽，则试纸变蓝）或湿润的有色布条（若氯气未除尽，则布条褪色），
故答案为：CA；检验氯气是否吸收干净；湿润的KI淀粉试纸（或润湿的有色布条）；试纸不变蓝（或有色布条不褪色）；
（3）考虑到氯气溶于水生成次氯酸，具有漂白性，再结合氯化氢溶于水具有酸性，可选择紫色石蕊试液，若石蕊最终褪色，说明气体中含有氯气，甲实验不可靠，
故答案为：紫色石蕊试液；紫色石蕊试液先变红后褪色；
点评：本题考查了氯气实验室制备原理的应用、物质性质分析判断和实验设计验证方法设计、反应现象的理解应用，掌握实验室制备氯气的原理以及氯气的化学性质是解答的关键，题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目
已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质（与酸不不反应）．某化学兴趣小组在实验室条件下用以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯，并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定．
步骤一：电解精制：
请回答以下问题：
Ⅰ．电解时，粗铜应与电源的
正
正
极相连．阴极上的电极反应式为
Cu2++2e=Cu
Cu2++2e=Cu

电解过程中，硫酸铜的浓度会变小，原因是锌，铁与硫酸铜发生置换反应．
步骤二：电解完成后，该小组同学按以下流程对电解液进行处理：

（1）阳极泥的综合利用：
Ⅱ．稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，请你写出该步反应的化学方程式：
3Ag+4HNO3（稀）=3AgNO3+NO↑+2H2O
3Ag+4HNO3（稀）=3AgNO3+NO↑+2H2O

残渣含有极少量的黄金，如何回收金，他们查阅了有关资料，了解到了一些有关金的知识，以下是他们获取的一些极其重要的信息：
序号 反应 平衡常数
① Au+6HNO3（浓）?Au（NO3）3+3NO2+3H2O ＜＜1
② Au3++4Cl-?AuCl4- ＞＞1
Ⅲ．从平衡常数的大小可知，金很难与硝酸反应，但却可溶于王水（浓硝酸与盐酸按体积比1：3的混合物），请你简要解释金能够溶于王水的原因：
浓盐酸中含有大量的氯离子，Au3+离子和氯离子可以形成稳定的AuCl4-离子，平衡常数很大，进行很完全，反应①中Au3+离子的浓度显著下降，平衡向右移动，则金可以溶于王水中．
浓盐酸中含有大量的氯离子，Au3+离子和氯离子可以形成稳定的AuCl4-离子，平衡常数很大，进行很完全，反应①中Au3+离子的浓度显著下降，平衡向右移动，则金可以溶于王水中．

（2）滤液含量的测定：
以下是该小组探究滤液的一个实验流程：

Ⅳ．则100mL滤液中Cu2+ 的浓度为
0.5
0.5
mol?L-1，
Ⅴ．则100mL滤液中Fe2+的浓度为
0.6
0.6
mol?L-1．
某化学兴趣小组在实验失室制取漂白粉，并探究氯气与石灰乳反应的条件和产物．已知：
①二氧化锰与浓盐酸反应可制备氯气，同时生成MnCl2．
②氯气和碱的反应为放热反应．温度较高时，氯气和碱还能发生如下反应：3Cl2+6OH-=△5Cl-+ClO3-+3H2O
该兴趣小组设计了下列实验装置，进行实验．
请回答下列问题：
（1）①甲装置用于制备氯气，乙装置的作用是
除去氯气中混有的氯化氢
除去氯气中混有的氯化氢
．
②该兴趣小组用100mL 12mol/L盐酸与8.7g MnO2制备氯气，并将所得氯气
与过量的石灰乳反应，则理论上最多可制得Ca（ClO）2
7.15
7.15
g．
（2）小组成员发现，产物中Ca（ClO）2的质量明显小于理论值．他们讨论后认为，部分氯气未与石灰乳反应而逸出，以及温度升高是可能原因．为了探究反应条件对产物的影响，他们另取一定量的石灰乳，缓慢．匀速地通入足量氯气，得出了ClO-、ClO3-两种离子的物质的量（n）与反应时间（t）的关系曲线，粗略表示为右图（不考虑氯气和水的反应）．
①图中曲线I表示
ClO-
ClO-
离子的物质的量随反应时间变化的关系．
②所取石灰乳中含有Ca（OH）2的物质的量为
0.25
0.25
mol．
③另取一份与②等物质的量的石灰乳，以较大的速率通入足量氯气，反应后测得产物中Cl-的物质的量为0.37mol，则产物中
n(ClO-)n(ClO3-)
=
7：6
7：6
．
（3）为了提高Ca（ClO）2的产率，可对丙装置作适当改进．请你给出一种改进方法：
将丙装置浸在盛有冷水的水槽中
将丙装置浸在盛有冷水的水槽中
．
已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质（与酸不不反应）．某化学兴趣小组在实验室条件下用以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯，并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定．
步骤一：电解精制：

请回答以下问题：
电解时，粗铜应与电源的
正
正
极相连．阴极上的电极反应式为
Cu2++2e═Cu
Cu2++2e═Cu
．电解过程中，硫酸铜的浓度会
变小
变小
（选填：变大、不变、变小）．
步骤二：电解完成后，该小组同学按以下流程对电解液进行处理：
（1）阳极泥的综合利用：
稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，请你写出该步反应的离子方程式：
3Ag+4H++NO3-═3Ag++NO↑+2H2O
3Ag+4H++NO3-═3Ag++NO↑+2H2O
．
残渣含有极少量的黄金，如何回收金，他们查阅了有关资料，了解到了一些有关金的知识，以下是他们获取的一些信息：
序号 反应 平衡常数
1 Au+6HNO3（浓）═Au（NO3）3+3NO2↑+3H2O ＜＜1
2 Au3++4Cl-═AuCl4- ＞＞1
从中可知，金很难与硝酸反应，但却可溶于王水（浓硝酸与盐酸按体积比1：3的混合物），请你简要解释金能够溶于王水的原因：
浓盐酸含有大量氯离子，Au3+离子与氯离子形成稳定的AuCl4-离子，使反应1平衡向右移动，则金溶于王水中
浓盐酸含有大量氯离子，Au3+离子与氯离子形成稳定的AuCl4-离子，使反应1平衡向右移动，则金溶于王水中
．
（2）滤液含量的测定：
以下是该小组探究滤液的一个实验流程：

则100mL滤液中Cu2+ 的浓度为
0.5
0.5
mol?L-1，Fe2+的浓度为
0.1
0.1
mol?L-1．
垃圾是放错地方的资源，工业废料也可以再利用．某化学兴趣小组在实验室中用废弃含有铝、铁、铜的合金制取硫酸铝溶液、硝酸铜晶体和铁红（Fe2O3）．其实验方案如下：

（1）请写出在合金中加入KOH溶液后所发生的离子反应方程式：
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
．
（2）在滤液A中直接加入硫酸所获得的硫酸铝溶液中会含有杂质（K2SO4），请设计一个更合理的实验方案由滤液A制备纯净的硫酸铝溶液．仿照上图形式画出制备流程图：（提示：在箭头上下方标出所用试剂或实验操作）


（3）已知Fe（OH）3沉淀的pH是2～3.2．溶液C通过调节pH可以使Fe3+沉淀完全．下列物质中，可用作调整溶液C的pH的试剂是
CD
CD
（填序号）
A．铜粉              B．氨水            C．氧化铜          D．氢氧化铜
（4）利用滤液D制取硝酸铜晶体，必须进行的实验操作步骤：加热蒸发、冷却结晶、
过滤
过滤
 （填操作名称）、自然干燥．
（5）在0.1L的混合酸溶液中，c（HNO3）=2mol?L-1，c（H2SO4）=3mol?L-1．将0.3mol的铜放入并充分反应后，产生的铜盐的化学式是
CuSO4
CuSO4
，被还原的n（HNO3）=
0.2mol
0.2mol
．
精英家教网某化学兴趣小组设计实验制取乙酸乙酯．现用如图装置进行实验，在圆底烧瓶内加入碎瓷片，再加入由2mL 98%的浓H2SO4和3mL乙醇组成的混合液，通过分液漏斗向烧瓶内加入2mL冰醋酸，烧杯中加入饱和Na2CO3溶液．请回答下列问题：
（1）写出圆底烧瓶内发生反应的化学方程式：
 
，反应中加入浓硫酸的作用是
 
．
（2）球形干燥管C的作用是
 

（3）反应结束后D中的现象是
 
，分离出D中的乙酸乙酯时需要的玻璃仪器是
 
．
（4）检验乙醇中是否有水，可选用的试剂是
 
．

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