Question

如圖是一個(gè)制取氯氣并以氯氣為原料進(jìn)行特定反應(yīng)的裝置：

（已知：常溫常壓下，1 體積的水可溶解 CO₂、Cl₂、HCl 分別為 1、2、500 體積）
（1）A 中的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

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（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，先打開(kāi)旋塞 K₁，關(guān)閉 K₂，再點(diǎn)燃A處的酒精燈，讓 Cl₂充滿(mǎn)整個(gè)裝置，再點(diǎn)燃D處酒精燈，連接上E裝置．Cl₂通過(guò)C瓶后再進(jìn)入D．D裝置的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有炭粉，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，2Cl₂+2H₂O（g）+C═4HCl+CO₂，則裝置C的作用是

 

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（3）在 E 處，如果事先往水里滴入幾滴紫色石蕊試液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

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（4）為了防止發(fā)生倒吸，需將E裝置進(jìn)行改進(jìn)，則可選擇以下哪些裝置：

 

（5）D 處反應(yīng)完畢后，關(guān)閉旋塞 K₁，打開(kāi) K₂，移去酒精燈，但由于余熱的作用，A 處仍有Cl₂產(chǎn)生，此時(shí) B 中的現(xiàn)象是

 

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Answer 1

分析：（1）依據(jù)裝置分析可知實(shí)驗(yàn)室制備氯氣利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成；
（2）制取的氯氣中有氯化氫氣體，D裝置反應(yīng)需要水參加，C裝置吸收Cl₂中的HCl氣體，提供D裝置參加反應(yīng)的水；
（3）未反應(yīng)的氯氣進(jìn)入E裝置，氯氣和水反應(yīng)鹽酸和次氯酸導(dǎo)致溶液呈酸性，根據(jù)鹽酸和次氯酸的性質(zhì)判斷溶液顏色的變化；
（4）氯化氫極易溶于水，如果直接將導(dǎo)氣管直接插入水中，氯化氫溶于水導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)急劇降低而引起倒吸現(xiàn)象，所以有緩沖裝置時(shí)就能防止倒吸，即適合吸收氯化氫氣體；
（5）關(guān)閉K撤去酒精燈，余熱反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，生成的氯氣使B中壓強(qiáng)增大，飽和食鹽水被壓入長(zhǎng)頸漏斗中．

解答：解：（1）分析可知實(shí)驗(yàn)室制備氯氣利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）制取的氯氣中有氯化氫氣體，氯氣在水中的溶解度較小，而氯化氫極易溶于水，C裝置是吸收氯氣中的氯化氫氣體和提供水蒸氣的作用，
故答案為：吸收 Cl₂中的HCl氣體，提供D處所需水蒸氣；
（3）氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，導(dǎo)致溶液呈酸性，石蕊試液遇酸變紅色，所以石蕊試液變紅；又因?yàn)榇温人嵊钟衅�白性，所以變�(yōu)闊o(wú)色，
故答案為：溶液的顏色由紫色變?yōu)榧t色，再變?yōu)闊o(wú)色； 
（4）I、氫氧化鈉溶液的密度比四氯化碳小且水和四氯化碳不互溶，所以氫氧化鈉溶液浮在四氯化碳的上面，四氯化碳不能和氯化氫反應(yīng)，也不溶解氯化氫，該裝置既能夠吸收易溶性氣體，又能夠防止倒吸，故正確；
Ⅱ、苯的密度比氫氧化鈉溶液的密度小浮在上面，氫氧化鈉和氯化氫在其下方反應(yīng)，苯不起任何作用，不能防止倒吸，故錯(cuò)誤；
III、倒置球形漏斗插入溶液中，氣體能被充分吸收，且球形管有緩沖作用而防止倒吸，故正確；
故答案為：I，III；
（5）D處反應(yīng)完畢后，關(guān)閉旋塞K，移去酒精燈，但由于余熱的作用，A處仍有Cl₂產(chǎn)生，B中壓強(qiáng)增大，會(huì)把飽和食鹽水壓入長(zhǎng)頸漏斗中，B中液面降低，長(zhǎng)頸漏斗中液面上升，
故答案為：瓶中液面下降，長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面上升．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的反應(yīng)原理和裝置選擇，選擇驗(yàn)證和反應(yīng)現(xiàn)象判斷，物質(zhì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)基本操作是解題關(guān)鍵，題目難度中等．