Question

9．实验室中常用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气．某化学兴趣小组为制取较为纯净、干燥的氯气，设计了如下实验装置．
请按要求回答下列问题：
（1）仪器X的名称为圆底烧瓶，其中发生反应的化学方程式为MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）欲除去Cl₂中的HCl，装置B应选用的试剂为a．
a．饱和食盐水b．饱和氢氧化钠溶液c．饱和亚硫酸钠溶液
（3）进入装置B中的Cl₂中含有的杂质，除HCl外还有水蒸气，欲除去该杂质，装置C中盛放的试剂名称为浓硫酸．
（4）装置D中的一处明显的错误为进气导管靠近瓶塞且出气导管靠近瓶底，应倒过来．
（5）装置E中的试剂为饱和氢氧化钠溶液，其作用为吸收多余的氯气尾气，防止尾气泄露，污染环境．
（6）加热150mL 12mol/L HCl溶液和3.48g MnO₂粉末的混合物，若反应充分发生，则理论上可产生的Cl₂在标准状况下的体积为896 mL．

Answer 1

分析 （1）熟悉仪器图象，说出其名称；二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水；
（2）因氯气难溶于饱和食盐水，氯化氢极易溶于水，则除去Cl₂中的HCl可通过饱和食盐水；
（3）水蒸气受热挥发，所以氯气中还含有水蒸气，浓硫酸具有吸水性，可以干燥氯气；
（4）氯气密度大于空气密度，应用向上排气法收集；
（5）氯气有毒，不能直接排放，应进行尾气处理，氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，可用氢氧化钠吸收；
（6）依据反应方程式：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O 计算产生氯气的物质的量，进而计算标况下气体体积．

解答 解：（1）图中X为圆底烧瓶；二氧化锰与浓盐酸反应方程式：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：圆底烧瓶；MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）因氯气难溶于饱和食盐水，则可先将气体通过饱和食盐水，
故答案为：a；
（3）水蒸气受热挥发，所以氯气中还含有水蒸气，浓硫酸具有吸水性，可以吸收氯气中的水蒸气；
故答案为：水蒸汽，浓硫酸；
（4）氯气密度大于空气密度，应用向上排气法收集，应长进短出；
故答案为：进气导管靠近瓶塞且出气导管靠近瓶底，应倒过来；
（5）氯气有毒，直接排放引起空气污染，应用氢氧化钠溶液吸收过来的氯气；
故答案为：饱和氢氧化钠溶液，吸收多余的氯气尾气，防止尾气泄露，污染环境；
（6）二氧化锰的物质的量为$\frac{3.48g}{87g/mol}$=0.04mol；
氯化氢的物质的量为：0.150L×12mol/L=1.8mol；
根据化学反应方程式：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，可知氯化氢过量，
则生成氯气的物质量依据二氧化锰计算，
MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
1                 1
0.04mol         0.04mol   
标况下氯气的体积为：0.04mol×22.4L/mol=0.896L=896ml；
故答案为：896．

点评 本题考查了氯气的制备和性质的检验，熟悉反应原理及氯气的化学性质是解题关键，注意只有浓盐酸才能与二氧化锰反应．