Question

如图是某研究性学习小组设计的实验室用足量二氧化锰与一定量浓盐酸反应制氯气的装置图，并用排饱和食盐水的方法收集氯气．

试回答下列问题：
（1）请将集气瓶中导管画完整，并说明理由

 

；
（2）若用Ⅱ多孔球泡代替I直导管，能加快吸收氯气，其理由是

 

；烧杯里废液的用途是（列举一例）：

 

；
（3）试用勒夏特列原理解释用饱和食盐水收集氯气的道理：

 

；
（4）收集一瓶氯气后，他们把一块干燥的蓝色石蕊试纸，放人该集气瓶中，可能观察到的现象是

 

，理由是

 

；
（5）他们在实验过程中，发现有下列现象，分别指出可能的原因：
①注入浓盐酸时发现浓盐酸不能流下，可能的原因是

 

；
②若操作、装置没有问题，大量的盐酸与足量的二氧化锰反应，产生的氯气很少，可能原因是

 

；
（6）为了验证反应后的剩余物质，下面是他们设计的方案，其中合理的是

 

．（已知：氢氧化锰性质类似于氢氧化镁性质）
A．取反应后溶液，冷却、过滤，若有残渣，说明有二氧化锰剩余
B．取反应后溶液，向其中加入稀硝酸和硝酸银溶液，若有白色沉淀，则有盐酸剩余
C．取反应后溶液，向其中加人锌粒，若产生气泡，说明有盐酸剩余
D．取反应后溶液，测溶液的pH，若pH＜7，则说明盐酸没有反应完
E．取反应后溶液，向溶液中加入少量碳酸氢钠粉末，若产生气泡，则说明二氧化锰已反应完．

Answer 1

考点：氯气的实验室制法

专题：实验题

分析：（1）集气瓶中为排饱和食盐水收集氯气，则短管进气，便于将饱和食盐水排出；
（2）增大氯气与氢氧化钠溶液的接触面，反应速率增大 作为消毒液；
（3）氯气溶于水达到化学反应平衡：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，根据平衡移动原理，增大氯离子浓度，抑制了氯气溶解生成盐酸和次氯酸，降低了Cl₂溶解度；
（4）氯气与水反应生成盐酸显酸性，生成HClO具有漂白性；用排饱和食盐水法收集的氯气中含有水蒸气；
（5）①打开分液漏斗的活塞时液体不能顺利流下，说明烧瓶内的压强大于外面的大气压；
②二氧化锰与浓盐酸反应，若盐酸浓度较小，则反应生成氯气较少；
（6）A．二氧化锰难溶于水；
B．氯化锰在溶液中能电离出氯离子；
C．锌粒与盐酸反应生成氢气；
D．锰离子在溶液中水解显酸性；
E．加入少量碳酸氢钠粉末，若产生气泡，说明有HCl．

解答： 解：（1）集气瓶中为排饱和食盐水收集氯气，氯气从短管进入集气瓶，将饱和食盐水排出，所以集气瓶中导管的图象为：；
故答案为：；短管进气，便于将饱和食盐水排出；
（2）若用Ⅱ多孔球泡代替I直导管，增大氯气与氢氧化钠溶液的接触面，反应速率增大，加快吸收氯气；氯气与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠，次氯酸钠具有强氧化性，其溶液可以作为消毒液；
故答案为：增大氯气与氢氧化钠溶液的接触面，反应速率增大；作消毒液
（3）氯气溶于水，与水反应生成HCl和HClO，溶液中存在化学反应平衡：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，饱和食盐水中氯离子浓度较大，根据平衡移动原理，增大氯离子浓度，该化学平衡逆向移动，抑制了氯气溶解生成盐酸和次氯酸，降低了Cl₂溶解度，所以可以用饱和食盐水收集氯气；
故答案为：氯气溶于水达到化学反应平衡：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，根据平衡移动原理，增大氯离子浓度，抑制了氯气溶解生成盐酸和次氯酸，降低了Cl₂溶解度；
（4）收集一瓶氯气后，他们把一块干燥的蓝色石蕊试纸，放人该集气瓶中，由于用排饱和食盐水法收集的氯气中含有水蒸气，氯气与水蒸气反应生成HCl和HClO，HCl显酸性，HClO具有漂白性，所以蓝色石蕊试纸先变红色，后褪色；
故答案为：先变红色，后褪色；用排饱和食盐水法收集的氯气中含有水蒸气，它们反应生成盐酸和次氯酸；
（5）①在用分液漏斗向烧瓶中加液体时，要打开分液漏斗的盖子或者使分液漏斗上部盖子孔槽与分液漏斗的孔槽对齐，使分液漏斗与大气相通，若分液漏斗中的液体不能顺利流下，说明烧瓶B内的压强大于外面的大气压，可能的原因为分液漏斗上口的塞子未打开（或漏斗未与大气相通）；
故答案为：；
②二氧化锰与浓盐酸反应，与稀盐酸不反应，大量的盐酸与足量的二氧化锰反应，产生的氯气很少，说明盐酸浓度较小，反应很快停止；
故答案为：盐酸浓度小；
（6）A．二氧化锰难溶于水，取反应后溶液，冷却、过滤，若有残渣，说明有二氧化锰剩余，故A正确；
B．氯化锰在溶液中能电离出氯离子，取反应后溶液，向其中加入稀硝酸和硝酸银溶液，若有白色沉淀，说明溶液中有氯离子，由于溶液中存在氯化锰，不能说明溶液中有盐酸剩余，故B错误；
C．取反应后溶液，向其中加人锌粒，锌粒与盐酸反应生成氢气，若产生气泡，说明有盐酸剩余，故C正确；
D．取反应后溶液，测溶液的pH，若pH＜7，由于锰离子在溶液中水解显酸性，则不能说明溶液中有盐酸，故D错误；
E．加入少量碳酸氢钠粉末，若产生气泡，说明有HCl，由于二氧化锰与稀盐酸不反应，所以溶液中有HCl存不能说明二氧化锰完全反应，故E错误．
故答案为：AC．

点评：本题考查了物质制备方案设计，题目涉及实验装置、实验原理、化学平衡移动、盐的水解原理、物质的检验等，题目综合性较强，题目难度中等，侧重于考查学生的实验能力和对基础知识的综合应用能力．