Question

回答有關(guān)氯氣制備的幾個問題
實驗室用濃鹽酸、二氧化錳共熱制氯氣，并用氯氣和Ca（OH）₂制取少量漂白粉．現(xiàn)已知反應(yīng)：2Cl₂+2Ca（OH）₂   Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂O，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度稍高即發(fā)生副反應(yīng)：6Cl₂+6Ca（OH）₂   Ca（ClO₃）₂+5CaCl₂+6H₂O．現(xiàn)有兩個同學(xué)分別設(shè)計的兩套實驗裝置如圖：

（1）寫出制取氯氣的離子方程式

 

．
（2）請從以下幾個方面對甲乙兩套實驗裝置的優(yōu)缺點作出評價，并將符合題目要求的選項的序號填在表格中．
a．不容易控制反應(yīng)速率；b．容易控制反應(yīng)速率；c．有副反應(yīng)發(fā)生；d．可防止副反應(yīng)發(fā)生；e．污染環(huán)境；f．可防止污染環(huán)境．

	優(yōu)     點	缺    點
甲裝置
乙裝置

（3）上述裝置中甲由A、B兩部分組成，乙由C、D、E三部分組成，請從上述裝置中選取合理的部分，組裝一套較完整的實驗裝置，裝置各部分連接順序是

 

（按氣流流動的方向）

 

．該組合中還缺少的裝置是

 

，原因：

 

．
（4）實驗室若用16mol/L的鹽酸100mL與足量的二氧化錳反應(yīng)，理論上最終生成的次氯酸鈣的物質(zhì)的量最多不超過

 

mol．

Answer 1

考點：氯氣的實驗室制法

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）實驗室用濃鹽酸、二氧化錳共熱制氯氣；
（2）依據(jù)裝置圖結(jié)合制備氯氣方法和氣體控制，氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)副反應(yīng)的預(yù)防，氯氣有毒不能排放到空氣中分析判斷；
（3）結(jié)合氯氣制備，漂白粉制備反應(yīng)條件，尾氣吸收的規(guī)范操作連接順序，制備氯氣會混有氯化氫雜質(zhì)氣體，會影響后續(xù)反應(yīng)，需要設(shè)計實驗除去；
（4）依據(jù)化學(xué)方程式計算；

解答： 解：（1）實驗室用濃鹽酸、二氧化錳共熱制氯氣，反應(yīng)的離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）甲裝置圖制備氯氣的發(fā)生裝置不能容易控制反應(yīng)速率，無尾氣吸收裝置，能污染環(huán)境；
乙裝置圖制備氯氣易于控制生成氯氣的速率，有尾氣吸收裝置可防止污染環(huán)境，但D裝置有副反應(yīng)發(fā)生；
故答案為：

	優(yōu)     點	缺    點
甲裝置	d	ae
乙裝置	bf	c

（3）結(jié)合氯氣制備，漂白粉制備反應(yīng)條件，尾氣吸收的規(guī)范操作連接順序，選擇CBE裝置制取少量漂白粉，氯氣會混有氯化氫雜質(zhì)氣體，會影響后續(xù)制備反應(yīng)，氯化氫可以與Ca（OH）₂和Ca（ClO）₂反應(yīng)，需要設(shè)計實驗除去；
故答案為：C、B、E； 還缺少除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)的裝置；因為氯化氫可以與Ca（OH）₂和Ca（ClO）₂反應(yīng)；
（4）實驗室若用16mol/L的鹽酸100mL與足量的二氧化錳反應(yīng)，MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，2Cl₂+2Ca（OH）₂=Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂O，理論上反應(yīng)生成次氯酸鈣的定量關(guān)系，16mol/L的鹽酸100mL物質(zhì)的量=0.1L×16mol/L=1.6mol
8HCl～2Cl₂～Ca（ClO）₂，
8                   1
1.6mol              0.2mol
濃鹽酸和足量二氧化錳反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行濃鹽酸變?yōu)橄←}酸不與二氧化錳反應(yīng)生成氯氣，理論上最終生成的次氯酸鈣的物質(zhì)的量最多不超過0.2mol；
故答案為：0.2mol；

點評：本題考查了實驗室制備氯氣，制備漂白粉的裝置特征和比較判斷，主要是裝置優(yōu)缺點的比較應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．