Question

8．化学兴趣小组的同学利用下图所示装置进行某些气体的制备、性质等实验（图中夹持装置有省略）

请回答下列问题：
（1）根据上述实验装置，用MnO₂和浓盐酸制备纯净、干燥的Cl₂，可选用的发生、净化装置连接顺序为A→E→接E，第一个E装置的药品是饱和食盐水．
（2）根据上述实验装置，为制备干燥NH₃，可选用的发生、净化装置为C接D．其中发生装置中可以选用的药品为a（填选项字母）
a．碱石灰和浓氨水    b．浓H₂SO₄和浓氨水    c．碱石灰和氯化铵    d．生石灰和氯化铵
（3）一定条件下，Cl₂ 与CH₄在装置F中发生反应，其有机物有CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃和CCl₄．（填化学式）
（4）利用装置F可探究Cl₂和NH₃的反应．
已知Cl₂与NH₃可发生反应：3Cl+2NH₃=N₂+6HCl，实验时打开开关1、3，关闭2，先向烧瓶中通入Cl₂，然后关闭1、3，打开2，向烧瓶中缓慢通入一定量的NH₃．
①不能先通入NH₃的原因：氨气易溶于水，如果先通入氨气，容易产生喷泉，对实验造成干扰．
②试验一段时间后烧瓶内出现的现象为：黄绿色逐渐变浅甚至消失，有白烟产生．
③装置F中烧杯内发生反应的离子方程式为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
④请设计一个实验方案（操作过程、实验现象）鉴定烧瓶内最终固体产物的阳离子，其方案为：取少量固体于试管中，加入适量浓NaOH溶液并加热，在管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若湿润的红色石蕊试纸变蓝；[或用蘸有浓盐酸（或浓硝酸）的玻璃棒放在试管口，若有白烟生成]．．

Answer 1

分析 （1）实验室用加热固体二氧化锰、浓盐酸制取氯气，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除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气；
（2）浓氨水与生石灰不需要加热产生氨气，要制取氨气应连接盛有碱石灰的干燥管干燥氨气；
（3）甲烷与氯气发生取代反应，生成产物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳；
（4）氨气易溶于水，如果先通入氨气，容易产生喷泉，对实验造成干扰，实验时打开开关1、3，关闭2向烧瓶中通入氯气，然后关闭1、3，打开2，向烧瓶中缓慢通入一定量的氨气，实验一段时间后烧瓶内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，反应生成氯化铵；装置F中氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；可根据铵根离子与碱反应生成氨气的方法检验．

解答 解：（1）实验室用加热固体二氧化锰、浓盐酸制取氯气，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除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气，所以可选用的发生、净化装置为A接E、接E，第一个E装置的药品是饱和食盐水；
故答案为：A；饱和食盐水；
（2）C装置是不需要加热制备氨气的装置，浓氨水以挥发，滴入生石灰即可产生氨气，制取干燥氨气可以用碱石灰干燥氨气；为制取干燥氨气，可将装置C连接D点的干燥的氨气，装置C中的烧瓶内固体宜选用碱石灰或者生石灰；
故答案为：C；D； a；
（3）甲烷与氯气发生取代反应，生成产物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，化学式为：CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃和CCl₄；
故答案为：CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃和CCl₄；
（4）①氨气易溶于水，如果先通入氨气，容易产生喷泉，对实验造成干扰；
故答案为：氨气易溶于水，如果先通入氨气，容易产生喷泉，对实验造成干扰；
②实验时打开开关1、3，关闭2向烧瓶中通入氯气，然后关闭1、3，打开2，然后关闭1、3，打开2，向烧瓶中缓慢通入一定量的氨气，实验一段时间后，反应消耗氯气，所以烧瓶内出现黄绿色逐渐变浅甚至消失，有白烟产生；
故答案为：黄绿色逐渐变浅甚至消失，有白烟产生；
③装置F中氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
④检验铵根离子，可取少量固体于试管中，加入适量浓NaOH溶液并加热，在管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若湿润的红色石蕊试纸变蓝，[或用蘸有浓盐酸（或浓硝酸）的玻璃棒放在试管口，若有白烟生成]，证明固体中有NH₄⁺，
故答案为：取少量固体于试管中，加入适量浓NaOH溶液并加热，在管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若湿润的红色石蕊试纸变蓝；[或用蘸有浓盐酸（或浓硝酸）的玻璃棒放在试管口，若有白烟生成]；

点评 本题考查综合考查物质的性质，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，题目涉及氨气、氯气、乙烯气体的制备及性质的检验，熟悉制备原理和物质的性质是解题关键，题目难度中等．