Question

【題目】實驗室常用MnO2與濃鹽酸反應制備Cl2(反應主要裝置如圖一所示，其它裝置省略)。當鹽酸達到一個臨界濃度時，反應就會停止。為測定反應殘余液中鹽酸的臨界濃度，探究小組同學提出了下列實驗方案：

甲方案：將產(chǎn)生的Cl2與足量AgNO3溶液反應，稱量生成的AgCl質(zhì)量，再進行計算得到余酸的量。

乙方案：采用酸堿中和滴定法測定余酸濃度。

丙方案：余酸與已知量CaCO3(過量)反應后，稱量剩余的CaCO3質(zhì)量。

丁方案：余酸與足量Zn反應，測量生成的H2體積。

具體操作：裝配好儀器并檢查裝置氣密性，接下來的操作依次是：

①往燒瓶中加入足量MnO2粉末

②往燒瓶中加入20mL 12molL-1濃鹽酸

③加熱使之充分反應。

（1）在實驗室中，該發(fā)生裝置除了可以用于制備Cl2，還可以制備下列哪些氣體______？

A. O2 B. H2 C. CH2=CH2 D. HCl

若使用甲方案，產(chǎn)生的 Cl2必須先通過盛有 ________（填試劑名稱）的洗氣瓶， 再通入足量 AgNO3溶液中，這樣做的目的是 ______________；已知AgClO易溶于水，寫出Cl2與AgNO3溶液反應的化學方程式________________

（2）進行乙方案實驗：準確量取殘余清液，稀釋5倍后作為試樣。準確量取試樣25.00mL，用1.500mol·L-1NaOH標準溶液滴定，選用合適的指示劑，消耗NaOH標準溶液23.00mL，則由此計算得到鹽酸的臨界濃度為 ____ mol·L-1（保留兩位有效數(shù)字）；選用的合適指示劑是 _____。

A 石蕊 B 酚酞 C 甲基橙

（3）判斷丙方案的實驗結(jié)果，測得余酸的臨界濃度_________ (填偏大、偏小或―影響)。（已知：Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(MnCO3)=2.3×10-11）

（4）進行丁方案實驗：裝置如圖二所示（夾持器具已略去）。

（i）使Y形管中的殘余清液與鋅粒反應的正確操作是傾斜Y形管，將 _____轉(zhuǎn)移到_____中。

（ii）反應完畢，需要讀出量氣管中氣體的體積，首先要___________，然后再______，最后視線與量氣管刻度相平。

（5）綜合評價：事實上，反應過程中鹽酸濃度減小到臨界濃度是由兩個方面所致，一是反應消耗鹽酸，二是鹽酸揮發(fā)，以上四種實驗方案中，鹽酸揮發(fā)會對哪種方案帶來實驗誤差（假設(shè)每一步實驗操作均準確）？____________

A.甲 B.乙 C.丙 D.丁

Answer 1

【答案】D 飽和食鹽水 除去揮發(fā)出的HCl Cl2+H2O+ AgNO3=AgCl↓+HClO+HNO3 6.9mol/L C 偏小 足量鋅粒 殘余清液 使氣體冷卻到室溫 調(diào)整量氣管兩端液面相平 A

【解析】

(1)根據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件選擇合適的裝置，從氯氣中的雜質(zhì)氣體氯化氫，考慮除雜試劑，用飽和食鹽水，氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸，鹽酸再與硝酸銀反應，生成氯化銀和硝酸；

(2)為測定反應殘余液中鹽酸的濃度，量取試樣25.00mL，用1.500molL-1NaOH標準溶液滴定，選擇的指示劑是甲基橙，消耗23.00mL，該次滴定測得試樣中鹽酸濃度==1.38mol/L，此濃度為稀釋5倍后作為試樣，原來的濃度應為現(xiàn)濃度的5倍；

(3)與已知量CaCO3(過量)反應，稱量剩余的CaCO3質(zhì)量，由于部分碳酸鈣與轉(zhuǎn)化成碳酸錳沉淀，稱量剩余的固體質(zhì)量會偏大；

(4)依據(jù)鋅粒與稀鹽酸反應生成氫氣進行分析解答；

(5)甲同學的方案：鹽酸揮發(fā)，也會與硝酸銀反應，故反應有誤差；

(1)根據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件選擇合適的裝置，此裝置為固液加熱型，

A．O2用高錳酸鉀或氯酸鉀與二氧化錳加熱制取，用的是固固加熱型，不符合題意，故A不符合題意；

B．H2用的是鋅與稀硫酸反應，是固液常溫型，故B不符合題意；

C．CH2=CH2 用的是乙醇和濃硫酸反應，屬于液液加熱型，要使用溫度計，故C不符合題意；

D．HCl用的是氯化鈉和濃硫酸反應，屬于固液加熱型，故D符合題意；

氯氣中的雜質(zhì)氣體氯化氫，考慮除雜試劑，用飽和食鹽水，氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸，鹽酸再與硝酸銀反應，生成氯化銀和硝酸，由于次氯酸銀不是沉淀，次氯酸與硝酸銀不反應，化學方程式為Cl2+H2O+ AgNO3=AgCl↓+HClO+HNO3；

(2)量取試樣25.00mL，用1.500molL1NaOH標準溶液滴定，消耗23..00mL，該次滴定測得試樣中鹽酸濃度為，由c(HCl)V(HCl)=c(NaOH) V(NaOH)，該次滴定測得試樣中鹽酸濃度==1.38mol/L，此濃度為稀釋5倍后作為試樣，原來的濃度應為現(xiàn)濃度的5倍=1.38×5=6.9 mol/L；

(3)根據(jù)題意碳酸錳的Ksp比碳酸鈣小，由于部分碳酸鈣與轉(zhuǎn)化成碳酸錳沉淀，稱量剩余的固體質(zhì)量會偏大，這樣一來反應的固體減少，實驗結(jié)果偏小；

(4)化學反應釋放熱量，氣體體積具有熱脹冷縮的特點。使Zn粒進入殘余清液中讓其發(fā)生反應。這樣殘余清液就可以充分反應，如果反過來，殘余清液不可能全部轉(zhuǎn)移到左邊。若殘余清液轉(zhuǎn)移到左邊則會殘留在Y型管內(nèi)壁，導致產(chǎn)生氣體的量減少，使測定的鹽酸濃度偏小，丁方案：余酸與足量Zn反應放熱，壓強對氣體的體積有影響該反應是在加熱條件下進行的，溫度升高氣體壓強增大，如果不回復到原溫度，相當于將氣體壓縮了，使得測出的氣體的體積減小。故溫度要恢復到原溫度時，同時上下移動右端的漏斗，使兩端的液面的高度相同，視線要與液體的凹液面相切，讀取測量氣體的體積。故讀氣體體積時要保證冷卻到室溫，并且壓強不再發(fā)生變化，即調(diào)整量氣管兩端液面相平；

(5)與足量AgNO3溶液反應，稱量生成的AgCl質(zhì)量，鹽酸揮發(fā)的話，加入足量的硝酸銀溶液求出氯離子的量偏大，會有誤差。