Question

某興趣小組設(shè)計了下列實驗裝置探究氯氣與石灰乳反應的條件和產(chǎn)物．
（1）裝置甲中反應的化學方程式是

MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

．
（2）乙裝置的作用是

除去氯氣中混有的氯化氫

，丁裝置的作用是

吸收Cl₂防止污染空氣

．
（3）該興趣小組用100mL 12mol?L^-1鹽酸與8.7g MnO₂制備氯氣，并將所得氯氣與過量的石灰乳反應，則理論上最多可制得Ca（ClO）₂

7.15

g．（請寫出必要的計算過程）
（4）已知：氯氣和堿的反應為放熱反應（即隨著反應的進行有熱量放出，導致體系溫度逐漸升高），溫度較高時，氯氣和堿還能發(fā)生如下反應：
3Cl₂+6NaOH

△   .

5NaCl+NaClO₃+3H₂O為了提高Ca（ClO）₂的產(chǎn)率，可對丙裝置作適當改進．請你給出一種改進方法：

將丙裝置浸在盛有冷水的水槽中

．

Answer 1

分析：（1）裝置甲是氯氣的發(fā)生裝置，二氧化錳與濃鹽酸在加熱的條件下反應生成氯化錳、氯氣、水；
（2）氯化氫易揮發(fā)，制取的氯氣中含有HCl，影響氯氣與堿反應產(chǎn)物的探究；
實驗尾氣中含有未反應的氯氣，氯氣有毒，直接排空，會污染空氣，可以用氫氧化鈉溶液吸收；
（3）根據(jù)過量計算判斷鹽酸、二氧化錳中哪一種剩余，根據(jù)不足的物質(zhì)計算生成的氯氣，在根據(jù)方程式計算生成的
Ca（ClO）₂質(zhì)量；
（4）由題目信息可知，氯氣和堿的反應為放熱反應，溫度過高，氯氣和堿反應會生成氯酸鹽，導致次氯酸鹽的產(chǎn)率降低，故應將丙裝置置于低溫環(huán)境．

解答：解：（1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱的條件下反應生成氯化錳、氯氣、水，
反應方程式為：MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）氯化氫易揮發(fā)，制取的氯氣中含有HCl，影響氯氣與堿反應產(chǎn)物的探究，用飽和食鹽水除去氯氣中混有的氯化氫；
實驗尾氣中含有未反應的氯氣，氯氣有毒，直接排空，會污染空氣，可以用氫氧化鈉溶液吸收；
故答案為：除去氯氣中混有的氯化氫；吸收Cl₂防止污染空氣；
（3）8.7gMnO₂的物質(zhì)的量為

8.7g

87g/mol

=0.1mol，根據(jù)方程式MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O可知，MnO₂完全反應需要HCl的物質(zhì)的量為0.4mol，小于0.1L×12mol?L^-1=1.2mol，故二氧化錳完全反應，由方程式可知生成氯氣0.1mol，由方程式2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O可知，0.1mol氯氣完全反應生成0.05molCa（ClO）₂，
質(zhì)量為0.05mol×143g．mol=7.15g；
故答案為：7.15g；
（4）由題目信息可知，氯氣和堿的反應為放熱反應，溫度過高，氯氣和堿反應會生成氯酸鹽，導致次氯酸鹽的產(chǎn)率降低，可以將丙裝置浸在盛有冷水的水槽中降低溫度；
故答案為：將丙裝置浸在盛有冷水的水槽中．

點評：考查氯氣的制取、氯氣的性質(zhì)、對反應裝置的理解、反應條件的控制等，難度中等，注意（3）中過量計算．