Question

16．某化学兴趣小组的同学利用如图所示的实验装置进行实验（图中a、b、c表示止水夹）．

请按要求填空：
（1）已知实验室制取少量的乙烯时，常利用乙醇和浓硫酸快速加热到170℃来制取，发生反应的化学方程式如下：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂↑+H₂O．此实验过程中常因温度过高而发生副反应，有部分乙醇和浓H₂SO₄反应生成SO₂、CO₂、水蒸气和炭黑．若实验室选用A、C、E相连后的装置制备乙烯并检验生成的气体，且E中盛放酸性高锰酸钾溶液或溴水，则丙种必须盛放的一种试剂为氢氧化钠溶液．若实验室选用A、E相连后的装置制备乙烯并检验生成的气体，则E中盛放的试剂为溴水．有同学认为，如果在A装置上再加一种仪器，就可以减少副反应的发生，则该仪器为温度计．
（2）A、C、E（E中盛有氢氧化钠溶液）相连后的装置也可用于制取Cl₂并进行相关的性质实验．
①写出A装置中发生反应的化学方程式MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
②若在丙中加入适量水，即可制得氯水．将所得的氯水分为两份，进行Ⅰ、Ⅱ两个实验，实验操作、现象、结论如下：

实验序号	实验操作	现象	结论
Ⅰ	向氯水中加入淀粉KI溶液	溶液变蓝	氯水中含有氯气分子
Ⅱ	将氯水滴入AgNO3溶液	产生白色沉淀	氯气与水反应的产物中含有Cl-

请你评价实验Ⅰ、Ⅱ的结论是否合理？实验Ⅰ结论不合理，实验Ⅱ结论不合理；若不合理，请说明理由：实验Ⅰ结论不合理，氯气和次氯酸两种物质都能使碘离子生成碘单质，从而无法确定哪种物质使溶液变蓝；实验Ⅱ结论不合理，溶液中 的氯离子可能是挥发出来的氯化氢产生的．
（3）B、D、E装置相连后，在B中盛装浓硝酸和铜片（放在有孔塑料板上），可制得NO₂并进行有关实验．
①B中发生反应的化学方程式为Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．
②欲用D装置验证NO₂与水的反应，请写出操作步骤关闭止水夹 ab，再打开止水夹 c，双手紧握（或微热）试管丁使试管中气体逸出，二氧化氮与水接触后即可引发烧杯中的水倒流到试管丁中．

Answer 1

分析 （1）若实验室选用A、C、E相连后的装置制备乙烯并检验生成的气体，E中盛放酸性高锰酸钾溶液或溴水可检验出生成的乙烯，因为乙烯能使它们褪色，则丙中应放氢氧化钠溶液除去二氧化硫和二氧化碳；若实验室选用A、E相连后的装置制备乙烯并检验生成的气体，则E中只能装置溴水，若溶液中有油状液体产生则证明有乙烯产生，工减少副反应的发生，则反应的温度不能太高，可以通温度计观察反应的温度；
（2）①实验室用二氧化锰与浓盐酸加热制得氯气，同时有氯化锰和水产生；
②氯水中有氯分子和次氯酸分子，两种物质都能使碘离子生成碘单质，氯化氢易挥发，溶液中的氯离子可能是挥发出来的氯化氢，据此答题；
（3）①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮、水；
②根据二氧化氮能和水反应，则烧杯内气体的压强会减小进行分析解答．

解答 解：（1）若实验室选用A、C、E相连后的装置制备乙烯并检验生成的气体，E中盛放酸性高锰酸钾溶液或溴水可检验出生成的乙烯，因为乙烯能使它们褪色，则丙中应放氢氧化钠溶液除去二氧化硫和二氧化碳，若实验室选用A、E相连后的装置制备乙烯并检验生成的气体，则E中只能装置溴水，若溶液中有油状液体产生则证明有乙烯产生，工减少副反应的发生，则反应的温度不能太高，可以通温度计观察反应的温度，
故答案为：氢氧化钠溶液；溴水；温度计；
（2）①实验室用二氧化锰与浓盐酸加热制得氯气，同时有氯化锰和水产生，反应的方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
②氯水中有氯分子和次氯酸分子，氯气和次氯酸两种物质都能使碘离子生成碘单质，从而无法确定哪种物质使溶液变蓝，所以实验Ⅰ结论不合理，加入硝酸银产生沉淀是溶液中的氯离子在起作用，由于氯化氢易挥发，所以溶液中的氯离子可能是反应物氯化氢挥发出来的，所以实验Ⅱ结论不合理，
故答案为：实验Ⅰ结论不合理，氯气和次氯酸两种物质都能使碘离子生成碘单质，从而无法确定哪种物质使溶液变蓝；实验Ⅱ结论不合理，溶液中 的氯离子可能是挥发出来的氯化氢产生的；
（3）①铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，方程式为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．
故答案为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
②二氧化氮能和水反应，则烧杯内气体的压强会减小，小于外界大气压，烧杯中的溶液会倒流于试管丁，所以先在具支试管中收集满一试管二氧化氮气体，然后关闭止水夹 ab，再打开止水夹 c，双手紧握（或微热）试管丁使试管中气体逸出，二氧化氮与水接触后即可引发烧杯中的水倒流到试管丁中，
故答案为：关闭止水夹 ab，再打开止水夹 c，双手紧握（或微热）试管丁使试管中气体逸出，二氧化氮与水接触后即可引发烧杯中的水倒流到试管丁中．

点评 本题考查了启普发生器的反应原理、氯气的实验室制法及氯气、二氧化氮的性质，掌握氯气的实验室制法是解答本题的关键，题目难度中等．