Question

17．ClO₂作为一种广谱型的消毒剂，将逐渐用来取代Cl₂成为自来水的消毒剂．已知ClO₂是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体，实验室制备ClO₂的原理是用亚氯酸钠固体与氯气反应：2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl．如图1是实验室用于制备和收集一定量较纯净的ClO₂的装置（某些夹持装置和垫持用品省略）．其中E中盛有CCl₄液体（用于除去ClO₂中的未反应的Cl₂）．

（1）仪器P的名称是分液漏斗，组装完仪器加入药品之前应该检查装置气密性．
（2）写出装置A中烧瓶内发生反应的离子方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，．
（3）B装置中所盛试剂是饱和食盐水．
（4）F为ClO₂收集装置2，应选用的装置如图2是②（填序号），其中与E装置导管相连的导管口是d（填接口字母）．
（5）若用100mL 2mol•L^-1的浓盐酸与足量的MnO₂制备Cl₂，则被氧化的HCl的物质的量是C（填序号）．
A．＞0.1mol        B.0.1mol     C．＜0.1mol             D．无法判断
（6）写出下列与氯相关的化学反应方程式
①乙烷与氯气一氯取代反应CH₃CH₃+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃CH₂Cl+HCl
②乙烯通入氯水：CH₂=CH₂+Cl₂→CH₂ClCH₂Cl．

Answer 1

分析 由题目中所给信息和实验装置图可知：本实验首先用浓盐酸和MnO₂在加热条件下反应制备Cl₂，反应的方程式为MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂++Cl₂↑+2H₂O，经除杂、干燥后在D中亚氯酸钠固体反应生成ClO₂，由于Cl₂易溶于CCl₄液体，E用于除去ClO₂中的未反应的Cl₂，最后用向上排空法收集；并注意气体的性质和装置来分析防止倒吸的装置，利用稀盐酸与二氧化锰不反应来分析浓盐酸与足量的MnO₂制备Cl₂，则被氧化的HCl的物质的量等于氯气的物质的量，以此解答该题．

解答 解：（1）实验室用浓盐酸和MnO₂在加热条件下反应制备Cl₂，浓盐酸应盛装在分液漏斗中，则P为分液漏斗，制备气体，在加入药品之前应先检查装置气密性，
故答案为：分液漏斗；检查装置气密性；
（2）浓盐酸和MnO₂在加热条件下反应制备Cl₂，反应的方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂++Cl₂↑+2H₂O，离子反应为MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，；
（3）生成的氯气中混有HCl和水，为制备纯净干燥的氯气，根据氯气不溶于饱和食盐水的性质，可用饱和食盐水除去气体中混有的HCl杂质，然后用浓硫酸干燥除去水，
故答案为：饱和食盐水；
（4）ClO₂是一种易溶于水的气体，且密度比空气大，应用向上排空气法收集，且进行尾气处理，故用双孔橡皮塞，
故答案为：②；d；
 （5）浓盐酸在加热条件下与二氧化锰发生氧化还原反应，但随着反应的进行，盐酸浓度变稀时，不与二氧化锰反应，根据MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂++Cl₂↑+2H₂O可知，若用100mL 2mol•L^-1的浓盐酸与足量的MnO₂制备Cl₂，则被氧化的HCl的物质的量＜0.1mol，
故答案为：C；
 （6）①乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯乙烷，方程式为CH₃CH₃+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃CH₂Cl+HCl，
故答案为：CH₃CH₃+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃CH₂Cl+HCl；
②乙烯与氯水发生加成反应生成1，2-二氯乙烷，方程式为CH₂=CH₂+Cl₂→CH₂ClCH₂Cl，故答案为：CH₂=CH₂+Cl₂→CH₂ClCH₂Cl．

点评 本题综合考查气体的制备、除杂、收集等实验操作，为高考常见题型和高频考点，题目难度不大，学习中注意把握化学实验基本操作，做该类题目时把握实验目的和实验原理是解答题目的关键．