题目内容

回答有关氯气制备的几个问题
实验室用浓盐酸、二氧化锰共热制氯气,并用氯气和Ca(OH)2制取少量漂白粉.现已知反应:2Cl2+2Ca(OH)2   Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,该反应是放热反应,温度稍高即发生副反应:6Cl2+6Ca(OH)2   Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O.现有两个同学分别设计的两套实验装置如图:

(1)写出制取氯气的离子方程式
 
.
(2)请从以下几个方面对甲乙两套实验装置的优缺点作出评价,并将符合题目要求的选项的序号填在表格中.
a.不容易控制反应速率;b.容易控制反应速率;c.有副反应发生;d.可防止副反应发生;e.污染环境;f.可防止污染环境.
优     点缺    点
甲装置
乙装置
(3)上述装置中甲由A、B两部分组成,乙由C、D、E三部分组成,请从上述装置中选取合理的部分,组装一套较完整的实验装置,装置各部分连接顺序是
 
(按气流流动的方向)
 
.该组合中还缺少的装置是
 
,原因:
 
.
(4)实验室若用16mol/L的盐酸100mL与足量的二氧化锰反应,理论上最终生成的次氯酸钙的物质的量最多不超过
 
mol.
考点:氯气的实验室制法
专题:实验设计题
分析:(1)实验室用浓盐酸、二氧化锰共热制氯气;
(2)依据装置图结合制备氯气方法和气体控制,氯气和氢氧化钙反应副反应的预防,氯气有毒不能排放到空气中分析判断;
(3)结合氯气制备,漂白粉制备反应条件,尾气吸收的规范操作连接顺序,制备氯气会混有氯化氢杂质气体,会影响后续反应,需要设计实验除去;
(4)依据化学方程式计算;
解答: 解:(1)实验室用浓盐酸、二氧化锰共热制氯气,反应的离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O;
故答案为:MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)甲装置图制备氯气的发生装置不能容易控制反应速率,无尾气吸收装置,能污染环境;
乙装置图制备氯气易于控制生成氯气的速率,有尾气吸收装置可防止污染环境,但D装置有副反应发生;
故答案为:
优     点缺    点
甲装置dae
乙装置bfc
(3)结合氯气制备,漂白粉制备反应条件,尾气吸收的规范操作连接顺序,选择CBE装置制取少量漂白粉,氯气会混有氯化氢杂质气体,会影响后续制备反应,氯化氢可以与Ca(OH)2和Ca(ClO)2反应,需要设计实验除去;
故答案为:C、B、E; 还缺少除去氯气中的氯化氢杂质的装置;因为氯化氢可以与Ca(OH)2和Ca(ClO)2反应;
(4)实验室若用16mol/L的盐酸100mL与足量的二氧化锰反应,MnO2+4HCl
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O,2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,理论上反应生成次氯酸钙的定量关系,16mol/L的盐酸100mL物质的量=0.1L×16mol/L=1.6mol
8HCl~2Cl2~Ca(ClO)2,
8                   1
1.6mol              0.2mol
浓盐酸和足量二氧化锰反应,随反应进行浓盐酸变为稀盐酸不与二氧化锰反应生成氯气,理论上最终生成的次氯酸钙的物质的量最多不超过0.2mol;
故答案为:0.2mol;
点评:本题考查了实验室制备氯气,制备漂白粉的装置特征和比较判断,主要是装置优缺点的比较应用,掌握基础是关键,题目难度中等.
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