Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組想在實(shí)驗(yàn)室收集一瓶干燥純凈的氯氣，其實(shí)驗(yàn)裝置及藥品如下。

（1）飽和NaCl的作用是________。

（2）氫氧化鈉溶液吸收氯氣的離子方程式為________。

（3）已知：不同溫度下MnO2與鹽酸反應(yīng)的平衡常數(shù)

溫度t/℃	50	80	110
平衡常數(shù)K	3.104×10-4	2.347×10-3	1.293×10-2

MnO2與鹽酸的反應(yīng)是________（填“放熱”或“吸熱”）。

（4） 實(shí)驗(yàn)采用4 mol/L鹽酸時(shí)，沒有產(chǎn)生明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。小組學(xué)生猜測(cè)可能是反應(yīng)速率慢，其原因可能是：________

Ⅰ 反應(yīng)溫度低；Ⅱ鹽酸濃度低。

為探究條件對(duì)反應(yīng)速率的影響，小組同學(xué)設(shè)計(jì)并完成以下實(shí)驗(yàn)：

序號(hào)	試劑	條件	現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)1	4 mol/L鹽酸、MnO2	加熱	無(wú)明顯現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)2	7 mol/L濃鹽酸、MnO2	不加熱	無(wú)明顯現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)3	7 mol/L濃鹽酸、MnO2	加熱	產(chǎn)生黃綠色氣體

① 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可知MnO2與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯氣的條件為________。

② 小組學(xué)生進(jìn)一步猜測(cè)：

Ⅰ．鹽酸中c（H+）大小影響了反應(yīng)速率。

Ⅱ．鹽酸中c（Cl－） 大小影響了反應(yīng)速率。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究該小組學(xué)生的猜想。

③ 為探究增大H+濃度，是增強(qiáng)了MnO2的氧化性，還是增強(qiáng)了Cl-的還原性，小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)中試劑X是________。接通電路，指針幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。若向右側(cè)容器中滴加濃H2SO4，指針偏轉(zhuǎn)幾乎沒有變化；若向左側(cè)容器中滴加等體積濃H2SO4，指針向左偏轉(zhuǎn)。則可以得到的結(jié)論是________。

Answer 1

【答案】除去Cl2中的HCl 2OH－＋Cl2=Cl－＋ClO－＋H2O 吸熱 濃鹽酸（或c（HCl）＞7mol/L），加熱 兩個(gè)對(duì)比試驗(yàn)：實(shí)驗(yàn) 4 mol/L鹽酸＋硫酸溶液調(diào)節(jié)c（H+）為7 mol/L與MnO2混合加熱；4 mol/L鹽酸＋NaCl調(diào)節(jié)c（Cl－）為7 mol/L與MnO2混合加熱 4mol/L NaCl溶液 增大c（H+），可以增強(qiáng)MnO2的氧化性，對(duì)Cl－還原性幾乎無(wú)影響。

【解析】

（1）實(shí)驗(yàn)室制取氯氣、凈化氯氣、收集氯氣、尾氣處理；

（2）探究性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比確定得出實(shí)驗(yàn)室制氯氣是在濃鹽酸與二氧化錳在加熱的條件下發(fā)生的，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鹽酸中c(H+)大小影響了反應(yīng)速率還是鹽酸中c(Cl－) 大小影響了反應(yīng)速率；

（3）通過(guò)改變c(H+)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，確定增大H+濃度，是增強(qiáng)了MnO2的氧化性，還是增強(qiáng)了Cl-的還原性。

（1）收集氯氣時(shí)，為了減少氯氣在水中的溶解，采用排飽和NaCl溶液的方法；

（2）實(shí)驗(yàn)室制取、收集氯氣，為了防止氯氣污染環(huán)境，常用氫氧化鈉溶液吸收氯氣，其離子方程式為：2OH－＋Cl2=Cl－＋ClO－＋H2O；

（3）因?yàn)椴煌瑴囟认?/span>MnO2與鹽酸反應(yīng)的平衡常數(shù)隨著溫度的升高而增大，所以MnO2與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；

（4）①實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)3都是在加熱條件下，實(shí)驗(yàn)1中鹽酸的濃度比實(shí)驗(yàn)3中鹽酸的濃度小，實(shí)驗(yàn)2與實(shí)驗(yàn)3鹽酸的濃度都一樣，但是實(shí)驗(yàn)2不加熱，實(shí)驗(yàn)3加熱，實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2都沒有明顯現(xiàn)象，而實(shí)驗(yàn)3產(chǎn)生黃綠色氣體，說(shuō)明影響MnO2與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯氣的條件為濃鹽酸（或c（HCl）＞7mol/L），加熱；

②鹽酸中c（H+）大小影響了MnO2與鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)速率還是鹽酸中c（Cl－） 大小影響了反應(yīng)速率，做兩個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)Ⅰ. 4 mol/L鹽酸＋硫酸溶液調(diào)節(jié)c（H+）為7 mol/L與MnO2混合加熱；實(shí)驗(yàn)Ⅱ.4 mol/L鹽酸＋NaCl調(diào)節(jié)c（Cl－）為7 mol/L與MnO2混合加熱，然后觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；

③實(shí)驗(yàn)中試劑X是應(yīng)該是4mol/L NaCl溶液，這樣通過(guò)改變H+濃度做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證增大H+濃度，是增強(qiáng)了MnO2的氧化性，還是增強(qiáng)了Cl-的還原性，剛開始接通電路沒有明顯現(xiàn)象，當(dāng)右側(cè)增大H+濃度，沒有明顯現(xiàn)象，說(shuō)明增大H+濃度對(duì)Cl－還原性幾乎無(wú)影響；當(dāng)左側(cè)增大H+濃度，指針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明左側(cè)增大H+濃度增強(qiáng)MnO2的氧化性。