Question

14．ClO₂的漂白能力和消毒能力比氯气强且使用安全，实验室制备ClO₂的装置如图所示（已知常温下ClO₂是一种易溶于水儿难溶于有机溶剂的气体）．

（1）装置A产生的Cl₂经除杂，干燥后与装置D中的NaClO₂反应可制得ClO₂气体，装置A中发生反应的化学方程式为MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，装置B中的试剂是饱和食盐水，装置C中的试剂是浓硫酸，装置D中发生反应的化学方程式为2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl；
（2）仪器D的名称是球形干燥管，装置E的作用是除去ClO₂中的未反应的Cl₂；
（3）改装置存在着一个明显的缺陷是缺尾气吸收装置；
（4）工业上制取ClO₂所需的原料之一，Cl₂可以通过海水提镁获得，实验室模拟海水提镁制取镁和Cl₂时，可采用石墨作为阳极（填“阴”或“阳”），不锈钢作另一个点击，电解熔融状态的MgCl₂获得．

Answer 1

分析 由题目中所给信息和实验装置图可知：本实验首先用浓盐酸和MnO₂在加热条件下反应制备Cl₂，反应的方程式为MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，生成的氯气中混有HCl和水，为制备纯净干燥的氯气，根据氯气不溶于饱和食盐水的性质，可用饱和食盐水除去气体中混有的HCl杂质，B装置：除去气体中混有的HCl杂质，C装置：然后用浓硫酸干燥除去水，经除杂、干燥后在D中亚氯酸钠固体反应生成ClO₂，由于Cl₂易溶于CCl₄液体，E用于除去ClO₂中的未反应的Cl₂，最后用向上排空法收集．
（1）实验室用浓盐酸和MnO₂在加热条件下反应制备Cl₂；B装置：除去气体中混有的HCl杂质，C装置：然后用浓硫酸干燥除去水，D中亚氯酸钠固体反应生成ClO₂；
（2）仪器D的名称是球形干燥管，生成的ClO₂中混有氯气，为制备纯净干燥的ClO₂，根据氯气易溶于四氯化碳，使用四氯化碳来除去氯气，所以装置E的作用是除去ClO₂中的未反应的Cl₂；
（3）F后应连接尾气吸收装置；
（4）无水MgCl₂在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl₂：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，电解时石墨作阳极．

解答 解：（1）装置A中浓盐酸和MnO₂在加热条件下反应制备Cl₂，反应的方程式为MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，生成的氯气中混有HCl和水，为制备纯净干燥的氯气，根据氯气不溶于饱和食盐水的性质，可用饱和食盐水除去气体中混有的HCl杂质，B装置：除去气体中混有的HCl杂质，C装置：然后用浓硫酸干燥除去水，经除杂、干燥后在D中亚氯酸钠固体反应2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl，生成ClO₂，
故答案为：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；饱和食盐水；浓硫酸；2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl；
（2）仪器D有球形的显著特征为球形，所以其名称是球形干燥管，常温下ClO₂是一种易溶于水，难溶于有机溶剂的气体，生成的ClO₂中混有氯气，为制备纯净干燥的ClO₂，使用四氯化碳来除去氯气，所以装置E的作用是除去ClO₂中的未反应的Cl₂，
故答案为：球形干燥管；除去ClO₂中的未反应的Cl₂；
（3）用排空气法收集二氧化氯，排出的空气中含有二氧化氯，需用尾气吸收装置，ClO₂是一种易溶于水的气体，尾气吸收时要防止倒吸，
故答案为：缺尾气吸收装置；
（4）电解熔融状态下的无水MgCl₂制取金属镁，阴极上镁离子放电生成单质镁，所以电解时石墨作阳极，不锈钢作阴极，熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl₂，方程式为：MgCl₂（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，
故答案为：阳；熔融．

点评 本题考查了氯气、ClO₂的制取及其性质，题目难度中等，学习中注意把握化学实验基本操作，做该类题目时把握实验目的和实验原理是解答题目的关键．