Question

【题目】如图所示是某学生设计的实验室制备并干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置图，请回答：

（1）指出上图中的各处错误：

①____________________________________________________

②____________________________________________________

③____________________________________________________

④____________________________________________________

（2）制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作依次是 ________

A、向烧瓶中加入MnO2粉末 B、加热 C、向烧瓶中加入浓盐酸

（3）如果将过量二氧化锰与20mL 12mol·L-1的盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于0.06mol。其主要原因有：

①____________________________________________________

②____________________________________________________

（4）为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是：

①____________________________________________________

②____________________________________________________

（5）写出圆底烧瓶中发生反应的离子反应方程式，并用单线桥表示电子转移的方向和数目________________

（6）NaClO是84消毒液的有效成分。请回答下列问题

①浸泡衣物时加入84消毒液在空气中放置一段时间漂白效果更好，结合离子方程式解释原因 ____________（已知酸性：H2CO3 ＞HClO＞HCO3-）

②若将84消毒液与洁厕灵（主要成分是盐酸）混合使用，则会产生黄绿色的有毒气体，其反应的离子方程式是____________________________________________；

（7）Cl2是一种有毒气体，如果泄露会造成严重的危害。

①已知：3Cl2 + 8NH3 = 6NH4Cl +N2，化工厂可用浓氨水来检验Cl2是否泄露，该反应中被氧化和未被氧化的NH3的物质的量比________ ；

②喷射石灰乳等碱性物质可以减轻少量Cl2泄露造成的危害，Cl2与石灰乳反应的化学方程式是____________

③实验室常用烧碱溶液吸收Cl2，若将Cl2通入热的烧碱溶液中，可以得到NaCl、NaClO和NaClO3的混合溶液。当NaCl和NaClO3的物质的量之比为15:2时，混合液中NaClO和NaClO3的物质的量之比为________ 。

Answer 1

【答案】反应试剂应使用浓盐酸，不能用稀盐酸 缺少酒精灯 除杂装置中，导管应长管进气，短管出气 生成的氯气应先通入饱和食盐水，再通入浓硫酸 ACB 加热使HCl大量挥发 盐酸变稀后不再发生反应 缓慢滴加浓盐酸 小火加热 放置一段时间后，84消毒液中的NaClO可以和空气中的CO2反应，2ClO- + H2O +2CO2=2H+ + 2Cl- +O2↑ + 2HCO3- （或CO2 + H2O + ClO- =HClO + HCO3-，2HClO2HCl + O2↑） Cl- + ClO- + 2H+ =Cl2 ↑+ H2O 1:3 2Ca（OH）2 + 2Cl2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 +2H2O 5:2

【解析】

实验室用二氧化锰与浓盐酸加热制备氯气，浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有氯化氢和水蒸气，依次通过盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶除去杂质，氯气密度大于空气密度，用向上排气法收集，氯气有毒，过量的氯气应用氢氧化钠溶液吸收。

（1）①制备氯气，不能用稀盐酸，而应用浓盐酸；
②二氧化锰与浓盐酸加热制备氯气，不加热不反应，应用酒精灯加热；
③先除杂后干燥，盛浓硫酸和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒；
④两洗气瓶里进气导管和出气导管的长短不对；

（2）实验顺序是先加样品再加热，所以先检查装置的气密性，接下来的操作依次是向烧瓶中加入MnO2粉末、向烧瓶中加入浓盐酸、加热 ；

（3）加热使HCl大量挥发、盐酸变稀后不再发生反应，所以参加反应的氯化氢的物质的量小于0.24mol，生成的氯气明显少于0.06mol；

（4）为了提高浓盐酸的利用率，尽可能减少氯化氢的挥发，可以采用的方法是缓慢滴加浓盐酸、小火加热；

（5）圆底烧瓶中浓盐酸与二氧化锰在加热条件下生成氯化锰、氯气、水，反应中锰元素化合价由+4降低为+2，氯元素化合价由-1升高为0，反应的离子方程式是；

（6）①根据强酸制取弱酸，浸泡衣物时加入84消毒液在空气中放置一段时间，次氯酸钠与空气中的二氧化碳反应生成次氯酸和碳酸氢钠，CO2 + H2O + ClO- =HClO + HCO3-，有次氯酸生成，所以漂白效果更好；

②若将84消毒液与洁厕灵（主要成分是盐酸）混合使用，次氯酸钠与盐酸发生归中反应产生氯气，反应的离子方程式是Cl- + ClO- + 2H+ =Cl2 ↑+ H2O；

（7）①3Cl2 + 8NH3 = 6NH4Cl +N2，氯元素化合价由0降低为-1，氮元素化合价由-3升高为0，根据得失电子守恒，3mol氯气氧化2mol氨气，所以该反应中被氧化和未被氧化的NH3的物质的量比2:（8-2）=1:3；

②Cl2与石灰乳反应生成次氯酸钙、氯化钙、水，反应的化学方程式是2Ca（OH）2 + 2Cl2 = CaCl2 + Ca（ClO）2 +2H2O

③设溶液中NaCl、NaClO和NaClO3的物质的量比是15:a:2，根据得失电子守恒，15×1＝a×1＋2×5，解得a=5，NaClO和NaClO3的物质的量之比为5:2。