Question

实验室制备气体是中学生必做实验，一般地，要得到纯净、干燥气体的装置流程是：发生装置-净化装置-干燥装置---收集装置---尾气处理装置（假设需要）
某研究性化学学习小组现需要若干瓶CO₂、O₂和Cl₂，回答下列问题：
（A）有关发生装置和净化装置
（i） 一般地，依据反应物的状态和反应条件选择所需装置，上述两种发生装置适用于反应物是固体+液体，生成气体的速度可通过操作分液漏斗来控制．
（ii） 如果从发生装置中出来的气体含有杂质（除水蒸汽外），要想得到纯净气体，则必须选择此装置净化，达到除杂的目的．
（1）要使生成气体的速度平缓，如何操作分液漏斗使液体顺利流下？

 

．
（2）若用大理石和稀盐酸制备CO₂，因盐酸挥发，使CO₂混有HCl杂质，必需选用上述净化装置C除去，装置C中应装

 

溶液．
（3）若制备O₂，反应物是Na₂O₂和H₂O，你选择上述发生装置中的

 

，化学方程式是

 

．
（4）若制备Cl₂，反应物是MnO₂和浓HCl，你选择上述发生装置中的

 

，化学方程式是

 

，想得到纯净、干燥的Cl₂是否需要净化装置？为什么？

 

．
（B）有关收集装置
（i） 不与空气反应，且密度比空气重的气体可用向上排空气法．
（ii） 不与空气反应，且密度比空气轻的气体可用向下排空气法．
（iii） 难溶于水的气体可用排水法．
（5）上述三种气体可用收集装置中的E装置收集的有

 

．
（C）有关尾气处理：对大气产生污染的有毒气体在实验室制备时都要进行尾气处理，
（6）多余Cl₂必须处理，尾气处理装置中盛装的溶液应是

 

（选填“H₂O”、“NaOH”或“浓H₂SO₄”）．

Answer 1

分析：（1）依据操作分液漏斗的步骤分析，打开玻璃塞，旋开活塞使液体流下；
（2）CO₂混有HCl杂质，用装置C是洗气装置，选择液体时吸收氯化氢不与二氧化碳反应；
（3）反应物是Na₂O₂和H₂O制备氧气，是固体+液体不加热制备气体，据此分析选择装置；
（4）反应物是MnO₂和浓HCl制备氯气，是固体和液体加热反应生成气体，据此选择发生装置；制备的氯气中含有的杂质气体含有氯化氢和水蒸气，需要除去；
（5）E装置收集可以是向上排空气法，导气管长进短出可以收集氧气、二氧化碳、氯气；
（6）氯气有毒不能排放到空气中，需要用氢氧化钠溶液吸收；

解答：解：（1）依据操作分液漏斗的步骤分析，打开玻璃塞，旋开活塞使液体流下；
故答案为：打开玻璃塞、慢慢旋开活塞；
（2）CO₂混有HCl杂质，用装置C是洗气装置，选择液体吸收剂，吸收氯化氢不与二氧化碳反应，应选择饱和碳酸氢钠溶液；
故答案为：饱和NaHCO₃；
（3）反应物是Na₂O₂和H₂O制备氧气，是固体+液体不加热制备气体，据此分析选择装置A，反应的化学方程式为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
故答案为：A，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（4）反应物是MnO₂和浓HCl制备氯气，是固体和液体加热反应生成气体，据此选择发生装置B，反应的化学方程式为MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；制备的氯气中含有的杂质气体含有氯化氢和水蒸气，需要除去；
故答案为：B，MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，需要，浓盐酸挥发出HCl，氯气中含有水蒸气；
（5）E装置收集可以是向上排空气法，导气管长进短出可以收集氧气、二氧化碳、氯气；
故答案为：CO₂、O₂和Cl₂；
（6）氯气有毒不能排放到空气中，需要用氢氧化钠溶液吸收；
故答案为：NaOH；

点评：本题考查了常见实验仪器的用法，装置选择原则，气体制备的原理分析应用，气体性质和反应的化学方程式书写是解题关键，题目难度中等．