Question

6．某兴趣小组设计了下列实验装置探究氯气与石灰乳反应的条件和产物．
（1）仪器a的名称是分液漏斗．
（2）装置甲中反应的离子方程式是MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（3）乙装置的作用是除去氯气中混有的氯化氢，丁装置的作用是吸收Cl₂防止污染空气．
（4）该兴趣小组用100mL 12mol•L^-1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）₂7.15g．
（5）已知：氯气和碱的反应为放热反应（即随着反应的进行有热量放出，导致体系温度逐渐升高），温度较高时，氯气和碱还能发生如下反应：3Cl₂+6NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5NaCl+NaClO₃+3H₂O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：将丙装置浸在盛有冰水的烧杯中．

Answer 1

分析 甲中浓盐酸和二氧化锰在加热条件下发生氧化还原反应生成氯气，氯气中混有氯化氢，通过饱和食盐水，可除去氯气中的氯化氢，氯气和石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙，可用于制备漂白粉，氯气有毒，不能直接排放到空气中，可用氢氧化钠溶液吸收，以此解答该题．

解答 解：（1）由装置图可知a为分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
（2）浓盐酸和二氧化锰在加热条件下发生氧化还原反应生成氯气，反应的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（3）氯化氢易挥发，制取的氯气中含有HCl，影响氯气与碱反应产物的探究，用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢；
实验尾气中含有未反应的氯气，氯气有毒，直接排空，会污染空气，可以用氢氧化钠溶液吸收；
故答案为：除去氯气中混有的氯化氢；吸收Cl₂防止污染空气；
（4）8.7gMnO₂的物质的量为$\frac{8.7g}{87g/mol}$=0.1mol，根据方程式MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O可知，MnO₂完全反应需要HCl的物质的量为0.4mol，小于0.1L×12mol•L^-1=1.2mol，故二氧化锰完全反应，由方程式可知生成氯气0.1mol，由方程式2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O可知，0.1mol氯气完全反应生成0.05molCa（ClO）₂，
质量为0.05mol×143g．mol=7.15g；
故答案为：7.15；
（5）由题目信息可知，氯气和碱的反应为放热反应，温度过高，氯气和碱反应会生成氯酸盐，导致次氯酸盐的产率降低，可以将丙装置浸在盛有冷水的水槽中降低温度；
故答案为：将丙装置浸在盛有冰水的烧杯中．

点评 本题综合考查氯气的制取、氯气的性质，为高频考点，侧重考查学生的分析能力和实验能力，注意把握对反应装置的理解、反应条件的控制等，难度中等，注意（3）中过量计算．