Question

15．某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl₂的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明Cl₂的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置（部分支撑用的铁架台省略）．

按要求回答下列问题．
（1）写出实验室制备Cl₂的化学方程式MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）检查A装置气密性的方法关闭装置A中导气管，从分液漏斗加入水，若一段时间水不流下，证明气密性完好
（3）若用含有0.4mol HCl的浓盐酸与足量的MnO₂反应制取Cl₂，制得的Cl₂体积总是小于2.24L（标准状况）的原因是加热时浓盐酸因挥发而损失，随着反应的进行或挥发浓度变稀以后，反应停止
（4）①装置B中盛放的试剂名称为无水硫酸铜，现象是白色固体变蓝色．
②装置D和E中出现的不同现象说明的问题是氯气无漂白性，次氯酸有漂白性
③写出装置G中发生反应的离子方程式：H⁺+OH^-=H₂O．

Answer 1

分析 装置A是制备氯气的发生装置，生成的氯气含水蒸气和氯化氢，通过装置B中硫酸铜检验生成水蒸气，通过装置C中浓硫酸吸收水蒸气，干燥氯气，通过干燥的有色布条，不褪色证明氯气无漂白性，通过装置E中湿润有色布条褪色，证明氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性，通过装置F中四氯化碳吸收氯气，最后剩余氯化氢被氢氧化钠溶液吸收，
（1）实验室常用浓盐酸和二氧化锰在加热的条件下制备氯气，据此写出反应的化学方程式；
（2）装置A烧瓶上导气管关闭，从分液漏斗加入水，若一段时间水不流下证明气密性完好；
（3）随着反应的进行，浓盐酸会变成稀加入盐酸，二氧化锰与浓盐酸反应，与稀盐酸不反应；
（4）①实验室常用无水硫酸铜检验水的存在，氯气易与碱反应，应用酸性干燥剂干燥；
②干燥氯气无漂白性，氯气与水反应生成次氯酸，具有漂白作用；
③生成的氯气中含有氯化氢，过程中不能除去氯化氢，最后通过氢氧化钠溶液吸收．

解答 解：（1）实验室常用浓盐酸和二氧化锰在加热的条件下制备氯气，反应的化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）检查A装置气密性的方法是关闭装置A中导气管，从分液漏斗加入水，若一段时间水不流下，证明气密性完好，
故答案为：关闭装置A中导气管，从分液漏斗加入水，若一段时间水不流下，证明气密性完好；
（3）浓盐酸与足量MnO₂反应制取Cl₂，反应消耗氯化氢，同时反应需要加热，浓盐酸易挥发而损失，随反应的不断进行浓盐酸的浓度逐渐变稀，稀盐酸不反应不与MnO₂反应，
故答案为：加热时浓盐酸因挥发而损失，随着反应的进行或挥发浓度变稀以后，反应停止；
（4）①无水硫酸铜与水反应生成蓝色五水硫酸铜晶体，可用来检验水，
故答案为：无水硫酸铜；白色固体变为蓝色；
②干燥氯气无漂白性，氯气与水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白作用，
故答案为：氯气无漂白性，次氯酸有漂白性；
③装置F中氢氧化钠溶液可以吸收剩余氯化氢，防止倒吸，反应的离子方程式为：H⁺+OH^-=H₂O，
故答案为：H⁺+OH^-=H₂O．

点评 本题考查性质实验方案的设计，题目难度中等，涉及了氯气的制备、氯气的性质、氯离子检验，明确实验的目的与原理是解题的关键，注意掌握氯气的化学性质及检验方法，试题侧重考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力．