Question

实验室常用二氧化锰与浓盐酸来制备氯气，反应原理为：MnO₂+4HCl（浓）MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，实验装置如图1所示．

【查阅资料】

①氯气是黄绿色且有毒的气体，难溶于饱和食盐水；

②氯气能与氢氧化钠溶液反应，生成氯化钠、次氯酸钠（NaClO）和水；

③常温常压下，氢气的密度为0.09g/L．

【回答问题】

（1）装置B的作用为　　；

（2）根据装置C判断，氯气的密度比空气　（填“大”或“小”）；

（3）装置D的作　（用化学方程式表示）

【发现问题】

制备过程中，因盐酸浓度下降导致反应停止，某化学兴趣小组同学为测定装置A中反应后残余液中HCl的质量分数，提出两套测定方案如图3所示

（4）方案Ⅰ中操作m的名称为　　，通过称量生成沉淀的质量，计算出残余液中HCl的质量分数，此测定方案是　　（填“可行”或“不可行”）的，原因是；

（5）方案Ⅱ利用图2装置（固定仪器的装置已略）进行测定．

①实验过程中观察到锌粒表面有气泡产生，反应的化学方程式为　　；

③当装置恢复至常温时，测得反应生成气体的体积为183.5mL，根据化学方程式计算，残余液中HCl的质量分数为多少？

【反思讨论】

（6）为了保证方案Ⅱ测定结果的准确性，正确操作是：倾斜Y形管，　　（填标号）

A．将残余溶液转移到锌粒中  B．将锌粒转移到残余溶液中

（7）Y形管内空气对气体体积的测量　　（填“有”或“没有”）影响．

Answer 1

【考点】常用气体的发生装置和收集装置与选取方法；常见气体的检验与除杂方法；氢气的制取和检验；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式；根据化学反应方程式的计算．

【专题】常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化．

【分析】（1）根据氯气、氯化氢气体、饱和食盐水的性质分析；

（2）据装置的用途分析；

（3）氯气的性质和尾气处理的方法解答；

（4）方案Ⅰ：二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰，也会与硝酸银反应，故反应不可行；乙同学的方案：

（5）依据锌粒与稀盐酸反应生成氢气进行分析解答；

（6）化学反应释放热量，气体体积具有热胀冷缩的特点．

（7）氢气的密度比空气小解答．

【解答】解：（1）二氧化锰与浓盐酸来制备氯气，制取的气体中常混有挥发出的氯化氢气体，装置B的作用为除去氯化氢气体；

（2）根据装置C判断，气体长进短出，说明气体的密度比空气大；

（3）氯气有毒，排放在空气中会造成污染，故用氢氧化钠溶液吸收，反应的方程式为：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；

（4）方案Ⅰ：方案Ⅰ中操作m的名称为干燥；二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰，也会与硝酸银反应，故不能用来测定残余液中盐酸的质量，反应不可行；

（5）①方案Ⅱ：将锌转移到残留溶液中，反应的方程式为：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；

③解：设残余液中的HCl的质量为x

Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑

73         2

x     0.09 g/L×0.1835 L     

=

X=0.6 g                 

残余液中HCl的质量分数：×100%=12.0%               

答：残余液中的HCl的质量分数为12.0%；

（6）将锌转移到残留溶液中，反应完毕后，每间隔1分钟读取气体体积．气体体积逐渐减小，气体体积逐渐减小的原因是气体未冷却到室温，当温度冷却到室温后，气体体积不再改变；

（7）氢气的密度比空气小，故Y形管内空气对气体体积的测量没有影响．

故答案为：（1）除去氯气中混有的氯化氢气体

（2）大

（3）Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O

（4）干燥（或烘干）     不可行

残余液中的MnCl₂也能与AgNO₃溶液反应生成沉淀，造成测量值偏大

（5）①Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑

③解：设残余液中的HCl的质量为x

Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑

73         2

x     0.09 g/L×0.1835 L     

=

X=0.6 g                 

残余液中HCl的质量分数：×100%=12.0%               

答：残余液中的HCl的质量分数为12.0%．

（6）B             （7）没有

【点评】本题考查了对实验室制取气体的实验步骤的掌握和应用，以及依据酸的性质分析、设计实验的能力