Question

某实验小组用浓盐酸和MnO₂制取并探究Cl₂化学性质，设计装置图如图所示：

（1）A是氯气发生装置（省略未画），制备Cl₂的化学反应离子方程式是

 

，A装置除了酒精灯、圆底烧瓶外还用到的玻璃仪器有

 

．
（2）从C装置出来的气体中含有CO₂和HCl，则在C装置中发生的化学反应方程式为

 

．
（3）同学们在实验中发现，若用稀盐酸代替浓盐酸与MnO₂混合加热没有氯气生成，于是开始探究该条件下不能生成氯气的原因．
①提出合理假设
假设1：H⁺的浓度不够大；
假设2：

 

；
假设3：

 

．
②设计实验方案，进行实验．在答题卷上写出实验步骤以及预期现象和结论．
限选实验试剂：蒸馏水、浓H₂SO₄、NaCl固体、MnO₂固体、1mol/L稀盐酸、1mol/LAgNO₃溶液、淀粉-KI溶液

实验步骤	预期现象与结论
步骤1：取少量1mol/L稀盐酸于试管A中，加入少量MnO2，
步骤2：取少量1mol/L稀盐酸于试管B中，加入少量MnO2，

Answer 1

考点：氯气的实验室制法,氯、溴、碘的性质实验

专题：实验题

分析：（1）实验室是用二氧化锰和浓盐酸反应制氯气，反应生成氯气、二氯化锰、水，依据离子方程式书写方法，易溶于水的强电解质拆成离子；根据制取氯气的反应条件及使用的试剂选择选择使用的玻璃仪器；
（2）根据反应物为氯气、水和C，生成物为二氧化碳和氯化氢写出反应的化学方程式；
（3）①浓盐酸和稀盐酸的区别在于溶液中氢离子和氯离子浓度大小；
②可以分别设计实验方案证明是氯离子浓度影响反应还是氢离子浓度影响反应．

解答： 解：（1）实验室是用二氧化锰和浓盐酸反应制氯气，反应生成氯气、二氯化锰、水，反应的离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+2Cl^-+Cl₂↑+2H₂O；制取氯气的反应中，反应需要加热，用到酒精灯；反应物为浓盐酸和二氧化锰，浓盐酸盛放在分液漏斗中，二氧化锰盛放在圆底烧瓶中，还需要用到导管进行连接仪器，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+2Cl^-+Cl₂↑+2H₂O；分液漏斗；
（2）C装置中的反应物为氯气、水和碳，生成物为氯化氢和二氧化碳，根据化学方程式书写原则写出化学方程式为：2Cl₂+2H₂O+C

△   .

4HCl+CO₂↑，
故答案为：2Cl₂+2H₂O+C

△   .

4HCl+CO₂↑；
（3）①稀盐酸中含有的离子是氯离子和氢离子，故假设2为H⁺的浓度对反应的影响，假设3Cl^-和H⁺的浓度均有影响，
故答案为：Cl^-的浓度不够大；Cl^-和H⁺的浓度均不够大；
②若证明氯离子的浓度对反应是否有影响，可增大氯离子的浓度，观察是否产生黄绿色气体，若证明氢离子浓度对反应是否有影响，可增大氢离子浓度，观察是否产生黄绿色气体氯气，因此实验方案如下：
①稀盐酸加入二氧化锰中，然后滴入氯化钠固体加热；若有黄绿色气体生成，则与氯离子浓度有关，若没有黄绿色气体生成，则与氯离子浓度无关；
②将将稀盐酸加入二氧化锰中，然后滴入浓硫酸，加热；若有黄绿色气体生成，则与氢离子浓度有关，若没有黄绿色气体生成，则与氢离子浓度无关；
故答案为：

实验步骤	预期现象与结论
滴加几滴浓硫酸，充分振荡，塞紧带导管的胶塞，导管插入淀粉-KI溶液中，加热	①若淀粉-KI溶液变蓝，则假设1成立； ②若淀粉-KI溶液不变蓝，则假设2或假设3成立．
加入少量NaCl固体，充分振荡，塞紧带导管的胶塞，导管插入淀粉-KI溶液中，加热	①若淀粉-KI溶液变蓝，则假设2成立；②若淀粉-KI溶液不变蓝，结合步骤1的结论②，则假设3成立．

点评：本题考查了氯气的实验室制法及氯气的化学性质，题目难度较大，涉及了实验方案的设计，要求学生能够根据物质的不同点找出影响反应速率的因素，并且能够设计实验方案证明，本题旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力．