Question

15．某校化學(xué)實驗興趣小組為了探究在實驗室制備Cl₂的過程中有水蒸氣和HCl揮發(fā)出來，同時證明氯氣的某些性質(zhì)，甲同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的實驗裝置（支撐用的鐵架臺省略），按要求回答問題．（B中裝的是無水硫酸銅）

（1）A是氯氣發(fā)生裝置，實驗室制取Cl₂的原理是MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+H₂O（用化學(xué)方程式表示）
（2）該實驗中A部分的裝置是圖2中c（填字母）
（3）若用含有0.2mol HCl的濃鹽酸與足量的氧化劑反應(yīng)制Cl₂，制得的Cl₂體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）總是小于1.12L的原因是濃鹽酸的濃度隨著反應(yīng)的進行變稀以后，將不再反應(yīng)，加熱時濃鹽酸因揮發(fā)而損失
（4）裝置E的作用是吸收氯氣．
（5）乙同學(xué)認為甲同學(xué)的實驗有缺陷，不能確保最終通入AgNO₃溶液中的氣體只有一種．為了確保實驗結(jié)論的可靠性，證明最終通入AgNO₃溶液的氣體只有一種，乙同學(xué)提出在某兩個裝置之間再加一個裝置．該裝置中應(yīng)放入濕潤的淀粉KI試紙試劑．
（6）用如圖3所示裝置，收集一試管甲烷和氯氣的混合氣體，光照后觀察到量筒內(nèi)形成一段水柱，認為有氯化氫生成．
①該反應(yīng)的反應(yīng)類型為取代反應(yīng)；
②該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl；（只寫第一步）
③水槽中盛放的液體應(yīng)為C（填標(biāo)號）；
A．水　　B．飽和石灰水　　C．飽和食鹽水　　D．飽和NaHCO₃溶液．

Answer 1

分析 （1）二氧化錳在加熱條件下能夠氧化濃鹽酸，生成氯氣、氯化錳和水；
（2）依據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇合適的發(fā)生裝置；
（3）只有濃鹽酸才能與二氧化錳發(fā)生反應(yīng)，稀鹽酸不反應(yīng)；
（4）氯氣易溶于有機溶劑；
（5）氯氣具有強的氧化性，能夠氧化碘離子生成單質(zhì)碘，單質(zhì)碘遇到淀粉變藍，用來檢驗 氯氣是否被吸收完全；
（6）氯氣與甲烷在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，水槽中的液體必須滿足：氯氣在該溶液中溶解度很小，以便證明氯氣與甲烷發(fā)生了反應(yīng)．

解答 解：（1）二氧化錳與濃鹽酸加熱生成氯氣、氯化錳和水，化學(xué)方程式：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+H₂O，故答案為：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+H₂O；
（2）實驗室制備氯氣用反應(yīng)物狀態(tài)為固體+固體，反應(yīng)條件為加熱，所以應(yīng)選擇裝置c，故答案為：c；
（3）加熱時部分濃鹽酸揮發(fā)，加上隨著反應(yīng)的進行，鹽酸不斷消耗，濃度變稀，不再與二氧化錳反應(yīng)，所以制得的氯氣小于理論產(chǎn)量；
故答案為：濃鹽酸的濃度隨著反應(yīng)的進行變稀以后，將不再反應(yīng)；加熱時濃鹽酸因揮發(fā)而損失；
（4）四氯化碳為有機溶劑，氯氣易溶于有機溶劑，可以用來吸收氯氣，故答案為：吸收氯氣；
（5）氯氣與碘化鉀反應(yīng)生成單質(zhì)碘，碘與淀粉變藍，用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗氯氣是否吸收完全，故答案為：濕潤的淀粉KI試紙；
（6）①甲烷與氯氣的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)，故答案為：取代反應(yīng)；
②甲烷中一個氫原子被氯氣取代的反應(yīng)方程式為：CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl，故答案為：CH₄+Cl₂$\stackrel{光照}{→}$CH₃Cl+HCl；
③Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，氯氣在飽和氯化鈉溶液中的溶解度較小，所以防止氯氣和水反應(yīng)，水槽中盛放的液體最好為飽和食鹽水；由于氯氣在水中溶解度較大、氯水能夠與飽和石灰水、飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，干擾的實驗結(jié)果，而不能使用水，更不能使用飽和石灰水、飽和碳酸氫鈉溶液，故答案為：C．

點評 本題考查了氯氣的制備及性質(zhì)檢驗，注意掌握甲烷的化學(xué)性質(zhì)及甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的原理，明確物質(zhì)檢驗的嚴(yán)密性是解題關(guān)鍵，題目難度中等．