Question

【題目】某實驗小組想在實驗室收集一瓶干燥純凈的氯氣，其實驗裝置及藥品如下。

（1）飽和NaCl的作用是________。

（2）氫氧化鈉溶液吸收氯氣的離子方程式為________。

（3）已知：不同溫度下MnO2與鹽酸反應的平衡常數(shù)

溫度t/℃	50	80	110
平衡常數(shù)K	3.104×10-4	2.347×10-3	1.293×10-2

MnO2與鹽酸的反應是________（填“放熱”或“吸熱”）。

（4） 實驗采用4 mol/L鹽酸時，沒有產(chǎn)生明顯實驗現(xiàn)象。小組學生猜測可能是反應速率慢，其原因可能是：________

Ⅰ 反應溫度低；Ⅱ鹽酸濃度低。

為探究條件對反應速率的影響，小組同學設(shè)計并完成以下實驗：

序號	試劑	條件	現(xiàn)象
實驗1	4 mol/L鹽酸、MnO2	加熱	無明顯現(xiàn)象
實驗2	7 mol/L濃鹽酸、MnO2	不加熱	無明顯現(xiàn)象
實驗3	7 mol/L濃鹽酸、MnO2	加熱	產(chǎn)生黃綠色氣體

① 根據(jù)上述實驗可知MnO2與鹽酸反應產(chǎn)生氯氣的條件為________。

② 小組學生進一步猜測：

Ⅰ．鹽酸中c（H+）大小影響了反應速率。

Ⅱ．鹽酸中c（Cl－） 大小影響了反應速率。

設(shè)計實驗方案探究該小組學生的猜想。

③ 為探究增大H+濃度，是增強了MnO2的氧化性，還是增強了Cl-的還原性，小組同學設(shè)計了如下實驗。

實驗中試劑X是________。接通電路，指針幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。若向右側(cè)容器中滴加濃H2SO4，指針偏轉(zhuǎn)幾乎沒有變化；若向左側(cè)容器中滴加等體積濃H2SO4，指針向左偏轉(zhuǎn)。則可以得到的結(jié)論是________。

Answer 1

【答案】除去Cl2中的HCl 2OH－＋Cl2=Cl－＋ClO－＋H2O 吸熱 濃鹽酸（或c（HCl）＞7mol/L），加熱 兩個對比試驗：實驗 4 mol/L鹽酸＋硫酸溶液調(diào)節(jié)c（H+）為7 mol/L與MnO2混合加熱；4 mol/L鹽酸＋NaCl調(diào)節(jié)c（Cl－）為7 mol/L與MnO2混合加熱 4mol/L NaCl溶液 增大c（H+），可以增強MnO2的氧化性，對Cl－還原性幾乎無影響。

【解析】

（1）實驗室制取氯氣、凈化氯氣、收集氯氣、尾氣處理；

（2）探究性實驗，通過對比確定得出實驗室制氯氣是在濃鹽酸與二氧化錳在加熱的條件下發(fā)生的，設(shè)計實驗驗證鹽酸中c(H+)大小影響了反應速率還是鹽酸中c(Cl－) 大小影響了反應速率；

（3）通過改變c(H+)觀察實驗現(xiàn)象，確定增大H+濃度，是增強了MnO2的氧化性，還是增強了Cl-的還原性。

（1）收集氯氣時，為了減少氯氣在水中的溶解，采用排飽和NaCl溶液的方法；

（2）實驗室制取、收集氯氣，為了防止氯氣污染環(huán)境，常用氫氧化鈉溶液吸收氯氣，其離子方程式為：2OH－＋Cl2=Cl－＋ClO－＋H2O；

（3）因為不同溫度下MnO2與鹽酸反應的平衡常數(shù)隨著溫度的升高而增大，所以MnO2與鹽酸的反應是吸熱反應；

（4）①實驗1與實驗3都是在加熱條件下，實驗1中鹽酸的濃度比實驗3中鹽酸的濃度小，實驗2與實驗3鹽酸的濃度都一樣，但是實驗2不加熱，實驗3加熱，實驗1、實驗2都沒有明顯現(xiàn)象，而實驗3產(chǎn)生黃綠色氣體，說明影響MnO2與鹽酸反應產(chǎn)生氯氣的條件為濃鹽酸（或c（HCl）＞7mol/L），加熱；

②鹽酸中c（H+）大小影響了MnO2與鹽酸反應的反應速率還是鹽酸中c（Cl－） 大小影響了反應速率，做兩個對比實驗：實驗Ⅰ. 4 mol/L鹽酸＋硫酸溶液調(diào)節(jié)c（H+）為7 mol/L與MnO2混合加熱；實驗Ⅱ.4 mol/L鹽酸＋NaCl調(diào)節(jié)c（Cl－）為7 mol/L與MnO2混合加熱，然后觀察實驗現(xiàn)象；

③實驗中試劑X是應該是4mol/L NaCl溶液，這樣通過改變H+濃度做對比實驗，來驗證增大H+濃度，是增強了MnO2的氧化性，還是增強了Cl-的還原性，剛開始接通電路沒有明顯現(xiàn)象，當右側(cè)增大H+濃度，沒有明顯現(xiàn)象，說明增大H+濃度對Cl－還原性幾乎無影響；當左側(cè)增大H+濃度，指針偏轉(zhuǎn)，說明左側(cè)增大H+濃度增強MnO2的氧化性。