Question

17．實驗室常用二氧化錳與濃鹽酸來制備氯氣，反應(yīng)原理為：
MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O實驗裝置如圖1所示．

【查閱資料】
①氯氣是黃綠色且有毒的氣體，難溶于飽和食鹽水．
氯氣能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，生成氯化鈉、次氯酸鈉（NaClO）和水．
②常溫常壓下，氫氣的密度為0.09g/L．
【回答問題】
（1）裝置B的作用為除去氯氣中混有的氯化氫氣體．
（2）根據(jù)裝置C判斷：氯氣的密度比空氣大（填“大”或“小”）．
（3）裝置D的作用為Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O（用化學方程式表示）．
【發(fā)現(xiàn)問題】
制備過程中，因鹽酸濃度下降導致反應(yīng)停止．某化學小組同學為測定裝置A中反應(yīng)后殘余液中HCl的質(zhì)量分數(shù)，提出兩套測定方案如圖2所示．

（4）方案 I中操作m的名稱為干燥（或烘干）．通過稱量生成沉淀的質(zhì)量，計算出殘余液中HCl的質(zhì)量分數(shù)，此測定方案是不可行（填“可行”或“不可行”）的，原因是殘余液中的MnCl₂也能與AgNO₃溶液反應(yīng)生成沉淀，造成測量值偏大．
（5）方案 II利用圖3裝置（固定儀器的裝置已略）進行測定．
①實驗過程中觀察到鋅粒表面有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)的化學方程式為Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑．
②當裝置恢復(fù)至常溫時，測得反應(yīng)生成氣體的體積為183.5mL．
根據(jù)化學方程式計算，殘余液中HCl的質(zhì)量分數(shù)為多少？
【反思討論】
（6）為了保證方案 II測定結(jié)果的準確性，正確操作是：傾斜Y形管，B（填標號）．
A．將殘余溶液轉(zhuǎn)移到鋅粒中     B．將鋅粒轉(zhuǎn)移到殘余溶液中
（7）Y形管內(nèi)空氣對氣體體積的測量沒有（填“有”或“沒有”）影響．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氯氣、氯化氫氣體、飽和食鹽水的性質(zhì)分析；
（2）據(jù)裝置的用途分析；
（3）氯氣的性質(zhì)和尾氣處理的方法解答；
（4）方案Ⅰ：二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳，也會與硝酸銀反應(yīng)，故反應(yīng)不可行；乙同學的方案：
（5）依據(jù)鋅粒與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣進行分析解答；
（6）化學反應(yīng)釋放熱量，氣體體積具有熱脹冷縮的特點．
（7）氫氣的密度比空氣小解答．

解答 解：（1）二氧化錳與濃鹽酸來制備氯氣，制取的氣體中�；煊袚]發(fā)出的氯化氫氣體，裝置B的作用為除去氯化氫氣體；
（2）根據(jù)裝置C判斷，氣體長進短出，說明氣體的密度比空氣大；
（3）氯氣有毒，排放在空氣中會造成污染，故用氫氧化鈉溶液吸收，反應(yīng)的方程式為：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；
（4）方案Ⅰ：方案Ⅰ中操作m的名稱為干燥；二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳，也會與硝酸銀反應(yīng)，故不能用來測定殘余液中鹽酸的質(zhì)量，反應(yīng)不可行；
（5）①方案Ⅱ：將鋅轉(zhuǎn)移到殘留溶液中，反應(yīng)的方程式為：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；
③解：設(shè)殘余液中的HCl的質(zhì)量為x
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
73         2
x     0.09 g/L×0.1835 L 
$\frac{73}{x}=\frac{2}{0.09g/L×0.1835L}$
x=0.6 g                  
殘余液中HCl的質(zhì)量分數(shù)：$\frac{0.6g}{5g}$×100%=12.0%                
答：殘余液中的HCl的質(zhì)量分數(shù)為12.0%；
（6）將鋅轉(zhuǎn)移到殘留溶液中，反應(yīng)完畢后，每間隔1分鐘讀取氣體體積．氣體體積逐漸減小，氣體體積逐漸減小的原因是氣體未冷卻到室溫，當溫度冷卻到室溫后，氣體體積不再改變；
（7）氫氣的密度比空氣小，故Y形管內(nèi)空氣對氣體體積的測量沒有影響．
故答案為：
（1）除去氯氣中混有的氯化氫氣體；
（2）大；
（3）Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；
（4）干燥（或烘干）；   不可行；殘余液中的MnCl₂也能與AgNO₃溶液反應(yīng)生成沉淀，造成測量值偏大
（5）①Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；
③殘余液中的HCl的質(zhì)量分數(shù)為12.0%．
（6）B；          
（7）沒有．

點評 本題考查了對實驗室制取氣體的實驗步驟的掌握和應(yīng)用，以及依據(jù)酸的性質(zhì)分析、設(shè)計實驗的能力．合理設(shè)計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎(chǔ)．