Question

某校化學(xué)興趣小組在加熱條件下利用二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)來制取并收集氯氣．

（1）寫出該反應(yīng)的離子方程式______．
（2）如圖是一個學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，這個裝置有哪些錯誤？（有幾處填寫幾處）______，______，______，______．
（3）改正的裝置中，洗氣瓶中的飽和食鹽水，濃硫酸及燒杯中的NaOH溶液各起什么作用？______．
（4）該小組稱取8.7g二氧化錳與足量10mol?L^-1的濃鹽酸反應(yīng)，理論上可制得氯氣的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）V₁=______L．
（5）若該小組量取了10mol?L^-1的濃鹽酸40mL，與足量的二氧化錳反應(yīng)，理論上產(chǎn)生氯氣的體積為V₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則V₁______V₂（填“＞”、“=”或“＜”）原因是______．

Answer 1

解：（1）氧化物、氣體、弱電解質(zhì)寫化學(xué)式，可溶性的強(qiáng)電解質(zhì)寫離子式，所以二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)的離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑．
（2）該反應(yīng)需要加熱，所以缺少酒精燈；加熱燒瓶時，需要墊石棉網(wǎng)；飽和食鹽水是吸收氯化氫氣體，濃硫酸是吸收水蒸氣，即干燥氣體，所以混合氣體應(yīng)先通入飽和食鹽水，后通入濃硫酸溶液；在洗氣裝置中長導(dǎo)管為進(jìn)氣管，短導(dǎo)管為出氣管．
故答案為：缺少酒精燈，缺少石棉網(wǎng)，兩洗氣瓶位置及盛飽和食鹽水的洗氣瓶導(dǎo)管連接錯誤．
（3）濃鹽酸有揮發(fā)性，濃鹽酸、水在加熱時會產(chǎn)生氣體，所以氯氣中含有氯化氫、水蒸氣；氯化氫極易溶于水，且飽和食鹽水中含有氯離子，抑制氯氣的溶解，所以飽和食鹽水的作用是吸收氯化氫氣體；濃硫酸有吸水性，所以其作用是除水蒸氣；氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，酸和堿反應(yīng)中和反應(yīng)，所以其作用是吸收氯氣；
故答案依次為：除氯化氫、除水蒸氣、吸收尾氣．
（4）設(shè)理論上可制得氯氣的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）V₁，
MnO₂+4H⁺+2Cl^-MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑
87g 22.4L
8.7g V₁
所以 V₁=2.24 L
故答案為：2.24．
（5）10mol?L^-1的濃鹽酸40mL，與足量的二氧化錳反應(yīng)，實(shí)際上產(chǎn)生的氯氣體積為V₂＜V₁，因?yàn)闈恹}酸和二氧化錳反應(yīng)生成氯氣，稀鹽酸和二氧化錳不反應(yīng)，所以隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸變成稀鹽酸，反應(yīng)不再進(jìn)行，故V₂＜V_1．
故答案為：＞；隨反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度減小，稀鹽酸和二氧化錳不反應(yīng)．
分析：（1）根據(jù)離子方程式的書寫規(guī)則書寫，氧化物、氣體、弱電解質(zhì)寫化學(xué)式，可溶性的強(qiáng)電解質(zhì)寫離子式．
（2）整套裝置包括氣體發(fā)生裝置、除雜裝置、干燥裝置、收集裝置、尾氣處理裝置；根據(jù)反應(yīng)條件及燒瓶加熱的特點(diǎn)判斷錯誤之處；根據(jù)濃硫酸和飽和食鹽水的作用及實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐袛鄡上礆馄康奈恢�；洗氣瓶中長導(dǎo)管為進(jìn)氣管，短導(dǎo)管為出氣管．
（3）根據(jù)飽和食鹽水、濃硫酸、氫氧化鈉的性質(zhì)判斷其作用；
（4）根據(jù)二氧化錳和氯氣的關(guān)系式計(jì)算生成氯氣的體積；
（5）根據(jù)濃鹽酸和氯氣的關(guān)系式計(jì)算生成氯氣的體積，再根據(jù)濃、稀鹽酸的性質(zhì)判斷兩氯氣體積的大小；
點(diǎn)評：本題考查了氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法等知識點(diǎn)，難度不大，注意濃鹽酸和二氧化錳能反應(yīng)生成氯氣，稀鹽酸和二氧化錳不反應(yīng)．