题目内容

13.实验室制取、净化并收集氯气涉及以下几个主要阶段:

(1)写出实验室制取Cl2的离子方程式MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,NA表示阿伏加德罗常数,若有4mol的HCl参加反应,则转移的电子总数为2NA
(2)现有以下3种试剂:A.饱和食盐水      B.浓硫酸    C.NaOH溶液
请在以上试剂中选择并回答填空:
X溶液应选用A (填写序号);Y试剂的作用除去氯气中混有的水蒸气(或干燥氯气).
(3)某化学兴趣小组为了探究Cl2的相关性质,设计了如图1的实验.
通入Cl2后,从观察集气瓶A、B中的现象可得出的结论是Cl2+H2O=HClO+HCl次氯酸有漂白性,写出化学反应方程式,并用简要文字解释).
(4)某兴趣小组的同学为探究和比较SO2和氯水的漂白性,设计了如如2的实验装置.

①实验室用装置A制备SO2.某同学在实验时发现打开A的分液漏斗活塞后,漏斗中液体未流下,你认为原因可能是:分液漏斗的玻璃塞没有取下来;
②反应开始一段时间后,观察到B、D两试管中的品红溶液都出现褪色的现象,但两者褪色原理不同,如何区别,请你帮助设计实验,你的操作是停止通气后,再给B、D两个试管分别加热.

分析 (1)实验室用加热二氧化锰与浓盐酸的方法制取氯气,二者反应生成氯化锰、氯气和水;氯化氢在反应中只有1半被氧化,做还原剂,据此判断转移电子数目;
(2)浓盐酸易挥发,所以制取的氯气中含有氯化氢、水蒸气,应依次通过饱和食盐水、浓硫酸除去;
(3)氯气不具有漂白性,具有漂白性的是氯气与水反应生成的次氯酸,据此解答;
(4)①使用分液漏斗时应取下塞子,使分液漏斗内的压强等于大气压强,保证液体顺利流出;
②依据二氧化硫漂白性具有不稳定性,受热易恢复颜色,次氯酸漂白具有稳定性,受热不恢复颜色解答.

解答 解:(1)实验室用加热二氧化锰与浓盐酸的方法制取氯气,二者反应生成氯化锰、氯气和水,化学方程式:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,依据方程式可知,参加反应氯化氢4mol,自由2mol氯化氢中-1价化合价升高为氯气中的0价,转移电子数目为:2NA
故答案为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;2NA
(2)浓盐酸易挥发,所以制取的氯气中含有氯化氢、水蒸气,氯气在饱和食盐水中溶解度不大,氯化氢易溶于水,所以可通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去氯化氢,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶除去水蒸气;
故答案为:A;除去氯气中混有的水蒸气(或干燥氯气);
(3)通入Cl2后,从观察集气瓶A、B中的现象A瓶不褪色,B瓶布条褪色,可得出的结论是:氯气不具有漂白性,氯气与水反应生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,化学方程式:Cl2+H2O=HClO+HCl;
故答案为:Cl2+H2O=HClO+HCl 次氯酸有漂白性;
(4)①使用分液漏斗时应取下塞子,使分液漏斗内的压强等于大气压强,保证液体顺利流出,打开分液漏斗,发现其中的液体不能流下,可能的原因是分液漏斗瓶塞未打开;
故答案为:分液漏斗的玻璃塞没有取下来;
②二氧化硫漂白性具有不稳定性,受热易恢复颜色,次氯酸漂白具有稳定性,受热不恢复颜色,所以为区别二者可以进行如下操作:停止通气后,再给B、D两个试管分别加热;
故答案为:停止通气后,再给B、D两个试管分别加热.

点评 本题考查了二氧化硫与氯气的制取以及二氧化硫漂白与次氯酸漂白的区别,明确二者制备原理及漂白原理是解题关键,题目难度不大.

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8.(1)在2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),在其他条件不变的情况下,探究温度对反应的影响,实验结果如图1所示(注:T2>T1,均大于300℃).
①温度为T2时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均反应速率为$\frac{{n}_{B}}{2{t}_{B}}$mol/(L•min).
②通过分析图1,温度对反应CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)的影响可以概括为当其他条件一定时,升高温度,反应速率加快;当其他条件一定时,升高温度,平衡逆向移动.

③下列情形能说明上述反应已达到平衡状态的是AD(填字母).
A.体系压强保持不变
B.密闭容器中CO2、H2、CH3OH(g)、H2O(g)4种气体共存
C.CH3OH与H2物质的量之比为1:3
D.每消耗1mol CO2的同时生成3mol H2
④已知H2(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ•mol-1和-726.5kJ•mol-1,写出由CO2和H2生成液态甲醇和液态水的热化学方程式:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)△H=-130.9kJ•mol-1
(2)在容积可变的密闭容器中,由CO和H2合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示.
①该反应的平衡常数表达式K=$\frac{[C{H}_{3}OH]}{[CO]•[{H}_{2}]^{2}}$,250℃、0.5×104 kPa下的平衡常数>(填“>”、“<”或“=”)300℃、1.5×104 kPa下的平衡常数.
②实际生产中,该反应条件控制在250℃、1.3×104 kPa左右,选择此压强而不选择更高压强的理由是在1.3×104kPa下,CO的转化率已经很高,如果增加压强CO的转化率提高不大,而生产成本增加,得不偿失.

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