Question

如图是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置：

（已知：常温常压下，1 体积的水可溶解 CO₂、Cl₂、HCl 分别为 1、2、500 体积）
（1）A 中的化学反应方程式为

 

．
（2）实验开始时，先打开旋塞 K₁，关闭 K₂，再点燃A处的酒精灯，让 Cl₂充满整个装置，再点燃D处酒精灯，连接上E装置．Cl₂通过C瓶后再进入D．D装置的硬质玻璃管内盛有炭粉，发生氧化还原反应，2Cl₂+2H₂O（g）+C═4HCl+CO₂，则装置C的作用是

 

．
（3）在 E 处，如果事先往水里滴入几滴紫色石蕊试液，实验现象是

 

．
（4）为了防止发生倒吸，需将E装置进行改进，则可选择以下哪些装置：

 

（5）D 处反应完毕后，关闭旋塞 K₁，打开 K₂，移去酒精灯，但由于余热的作用，A 处仍有Cl₂产生，此时 B 中的现象是

 

．

Answer 1

分析：（1）依据装置分析可知实验室制备氯气利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成；
（2）制取的氯气中有氯化氢气体，D装置反应需要水参加，C装置吸收Cl₂中的HCl气体，提供D装置参加反应的水；
（3）未反应的氯气进入E装置，氯气和水反应盐酸和次氯酸导致溶液呈酸性，根据盐酸和次氯酸的性质判断溶液颜色的变化；
（4）氯化氢极易溶于水，如果直接将导气管直接插入水中，氯化氢溶于水导致气体压强急剧降低而引起倒吸现象，所以有缓冲装置时就能防止倒吸，即适合吸收氯化氢气体；
（5）关闭K撤去酒精灯，余热反应继续进行，生成的氯气使B中压强增大，饱和食盐水被压入长颈漏斗中．

解答：解：（1）分析可知实验室制备氯气利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成反应的化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）制取的氯气中有氯化氢气体，氯气在水中的溶解度较小，而氯化氢极易溶于水，C装置是吸收氯气中的氯化氢气体和提供水蒸气的作用，
故答案为：吸收 Cl₂中的HCl气体，提供D处所需水蒸气；
（3）氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，导致溶液呈酸性，石蕊试液遇酸变红色，所以石蕊试液变红；又因为次氯酸又有漂白性，所以变为无色，
故答案为：溶液的颜色由紫色变为红色，再变为无色； 
（4）I、氢氧化钠溶液的密度比四氯化碳小且水和四氯化碳不互溶，所以氢氧化钠溶液浮在四氯化碳的上面，四氯化碳不能和氯化氢反应，也不溶解氯化氢，该装置既能够吸收易溶性气体，又能够防止倒吸，故正确；
Ⅱ、苯的密度比氢氧化钠溶液的密度小浮在上面，氢氧化钠和氯化氢在其下方反应，苯不起任何作用，不能防止倒吸，故错误；
III、倒置球形漏斗插入溶液中，气体能被充分吸收，且球形管有缓冲作用而防止倒吸，故正确；
故答案为：I，III；
（5）D处反应完毕后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有Cl₂产生，B中压强增大，会把饱和食盐水压入长颈漏斗中，B中液面降低，长颈漏斗中液面上升，
故答案为：瓶中液面下降，长颈漏斗内液面上升．

点评：本题考查了实验室制备氯气的反应原理和装置选择，选择验证和反应现象判断，物质性质和实验基本操作是解题关键，题目难度中等．