Question

3．如图1是某研究性学习小组设计制取氯气，并以氯气为反应物进行特定反应的装置．
（1）要将C装置接入B和D之间，正确的接法是：a→c→b→d．
（2）实验开始时先点燃A处酒精灯，打开旋塞K，让Cl₂充满整个装置，再点燃D处酒精灯．Cl₂ 通过C装置后进入D，D装置内盛有炭粉，发生氧化还原反应，生成CO₂和HCl（g），发生反应的化学方程式为2Cl₂+C+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂．
（3）D处反应完毕后，关闭旋塞K，移去两个酒精灯，由于余热的作用，A处仍有少量Cl₂产生，此时B中的现象是瓶中液面下降，长颈漏斗内液面上升，B的作用是贮存少量Cl₂，避免Cl₂对环境造成污染．
（4）用量筒量取20mL E中溶液，倒入已检查完气密性良好的分液漏斗中，然后再注入10mL CCl₄，盖好玻璃塞（如图2），振荡，静置于铁架台上，等分层后取上层液和下层液，呈黄绿色的是下层液（填“上层液”或“下层液”），再装入如图2所示的烧杯中，能使有色布条褪色的是上层液（同上）．
（5）在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进，说明需要改进的理由D中反应生成的HCl气体极易溶于水，易发生倒吸．

Answer 1

分析 二氧化锰和浓盐酸在A中加热条件下发生反应生成氯气，氯气混有氯化氢、水等杂质，在B中可除去HCl，C为干燥装置，可用于除去水，应从c进气，干燥的氯气和碳粉在D装置中加热条件下发生2Cl₂+C+2H₂O=4HCl+CO₂，生成的HCl易溶于水，应有防倒吸装置，以此解答该题．

解答 解：二氧化锰和浓盐酸在A中加热条件下发生反应生成氯气，氯气混有氯化氢、水等杂质，在B中可除去HCl，C为干燥装置，可用于除去水，应从c进气，干燥的氯气和碳粉在D装置中加热条件下发生2Cl₂+C+2H₂O=4HCl+CO₂，生成的HCl易溶于水，应有防倒吸装置，
（1）由装置图判断，气体由B流经C进入到D中反应，气体通过盛有水的试管时应长进短出，否则不能通过C装置，则正确的接法是 a→c→b→d，故答案为：c；b；
（2）由题意可知反应物为Cl₂、C、H₂O，生成物为HCl和CO₂，根据得失电子守恒和原子守恒，则反应的化学方程式为2Cl₂+C+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂，
故答案为：2Cl₂+C+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂；
（3）关闭旋塞K，移去两个酒精灯，由于余热的作用，A处仍有少量Cl₂产生，B中的气体逐渐增多，压强增大，则导致瓶中液面下降，长颈漏斗内液面上升；氯气有毒，不能直接排放到空气中，B具有贮存少量Cl₂，避免Cl₂对环境造成污染，
故答案为：瓶中液面下降，长颈漏斗内液面上升；贮存少量Cl₂，避免Cl₂对环境造成污染；
（4）CCl₄ 的密度比水大，氯气易溶于有机溶剂，所以呈黄绿色的是下层液；氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有强氧化性，能使有色布条褪色，次氯酸在水层，所以能使有色布条褪色的是上层液，故答案为：下层液；上层液；
（5）HCl极易溶于水，易产生倒吸现象，应用倒置的漏斗，所以D处需要改进，理由是D中反应生成的HCl气体极易溶于水，易发生倒吸，
故答案为：D中反应生成的HCl气体极易溶于水，易发生倒吸．

点评 本题考查了氯气的实验室制法及化学性质，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析、实验能力的考查，注意把握物质的性质以及实验的操作方法和注意事项，题目难度中等．