Question

3．氯氣在工業(yè)上有著重要的用途，某興趣小組在實驗室中模擬工業(yè)上用氯氣制備無水氯化鋁（無水AlCl₃（183℃升華）遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧）．可用下列裝置制備．

（1）裝置B中盛放飽和食鹽水溶液，其作用是除去氯化氫氣體．F中的是濃硫酸溶液，其作用是防止G中的水蒸氣進(jìn)入E中．用一件儀器裝填適當(dāng)試劑后也可起到F和G的作用，所裝填的試劑為堿石灰．

（2）裝置A實驗開始時，先檢查裝置氣密性，接下來的操作依次是ACB（填序號）．
A．往燒瓶中加入MnO₂粉末
B．加熱
C．往燒瓶中加入濃鹽酸
（3）制備反應(yīng)會因鹽酸濃度下降而停止．為測定反應(yīng)殘余液中鹽酸的濃度，探究小組同學(xué)提出很多實驗方案，其中方案之一為讓殘留的液體與足量Zn反應(yīng)，測量生成的H₂體積．裝置如右圖所示（夾持器具已略去）．
①使Y形管中的殘余清液與鋅粒反應(yīng)的正確操作是將鋅粒轉(zhuǎn)移到殘余清液中．
②反應(yīng)完畢，每間隔1分鐘讀取氣體體積、氣體體積逐漸減小，直至不變．氣體體積逐次減小的原因是氣體未冷卻到室溫（排除儀器和實驗操作的影響因素）．
（4）該小組同學(xué)查資料得知：將氯酸鉀固體和濃鹽酸混合也能生成氯氣，同時有大量ClO₂生成；ClO₂沸點為10℃，熔點為-59℃，液體為紅色；Cl₂沸點為-34℃，液態(tài)為黃綠色．設(shè)計最簡單的實驗驗證Cl₂中含有ClO₂收集一試管氣體，蓋上膠塞，放入冰水混合物中，觀察液體（或氣體）顏色變化．

Answer 1

分析 根據(jù)實驗裝置圖可知，該實驗中用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)生成氯氣，氯氣中有氯化氫、水等雜質(zhì)，先用飽和食鹽水除氯化氫，再用濃硫酸干燥，氯氣與鋁反應(yīng)制得氯化鋁，反應(yīng)的尾氣中有氯氣用氫氧化鈉吸收，為防止氯化鋁與氫氧化鈉溶液中的水蒸汽反應(yīng)，所以在收集裝置和尾氣吸收裝置之間加一干燥裝置F．
（1）根據(jù)所給的裝置圖可知，裝置A是實驗室利用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制備氯氣，制得的氯氣中含有氯化氫和水等雜質(zhì)，B裝置是為了除去混有的HCl氣體；因為氯化鋁易發(fā)生水解，故應(yīng)該防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E裝置，而G是尾氣吸收裝置，所以可以加入堿石灰來代替F和G的作用；
（2）裝置A實驗中用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制取氯氣，應(yīng)先加二氧化錳，再從分液漏斗中加入濃鹽酸，再加熱；
（3）①使Y形管中的殘余清液與鋅粒反應(yīng)，應(yīng)將鋅粒加入殘余清液中；
②反應(yīng)完畢時，相同時間內(nèi)則氣體體積減少，又排除了其它影響因素，只能從氣體本身角度思考，聯(lián)想到該反應(yīng)是放熱的，就可能想到氣體未冷卻．；
（4）ClO₂沸點為10℃，熔點為-59℃，液體為紅色，Cl₂沸點為-34℃，液態(tài)為黃綠色，根據(jù)物質(zhì)沸點不同設(shè)計實驗．

解答 解：根據(jù)實驗裝置圖可知，該實驗中用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)生成氯氣，氯氣中有氯化氫、水等雜質(zhì)，先用飽和食鹽水除氯化氫，再用濃硫酸干燥，氯氣與鋁反應(yīng)制得氯化鋁，反應(yīng)的尾氣中有氯氣用氫氧化鈉吸收，為防止氯化鋁與氫氧化鈉溶液中的水蒸汽反應(yīng)，所以在收集裝置和尾氣吸收裝置之間加一干燥裝置F．
（1）根據(jù)所給的裝置圖可知，裝置A是實驗室利用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制備氯氣，制得的氯氣中含有氯化氫和水等雜質(zhì)，所以B裝置中應(yīng)裝飽和食鹽水是為了除去混有的HCl氣體；因為氯化鋁易發(fā)生水解，故F應(yīng)該防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E裝置，所以E裝置中應(yīng)放濃硫酸，而G是吸收反應(yīng)剩余的氯氣，所以可以加入堿石灰來代替F和G的作用，
故答案為：飽和食鹽水；除去氯化氫氣體；濃硫酸；防止G中的水蒸氣進(jìn)入E中；堿石灰；
（2）裝置A實驗中用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制取氯氣，應(yīng)先加二氧化錳，再從分液漏斗中加入濃鹽酸，再加熱，所以操作順序為ACB，
故答案為：ACB；
（3）①使Y形管中的殘余清液與鋅粒反應(yīng)，應(yīng)將鋅粒加入殘余清液中，其操作為將鋅粒轉(zhuǎn)移到殘余清液中，
故答案為：鋅粒；殘余清液；
②反應(yīng)完畢后，每間隔1分鐘讀取氣體體積，氣體體積逐漸減小的原因是氣體未冷卻到室溫，當(dāng)溫度冷卻到室溫后，氣體體積不再改變，
故答案為：氣體未冷卻到室溫；
（4）根據(jù)ClO₂沸點為10℃，熔點為-59℃，液體為紅色，Cl₂沸點為-34℃，液態(tài)為黃綠色，為驗證Cl₂中含有ClO₂，收集一試管氣體，蓋上膠塞，放入冰水混合物中，觀察液體（或氣體）顏色變化，若出現(xiàn)紅色，則說明Cl₂中含有ClO₂，
故答案為：收集一試管氣體，蓋上膠塞，放入冰水混合物中，觀察液體（或氣體）顏色變化．

點評 本題考查物質(zhì)的制備實驗，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，為高考常見題型，注意把握實驗的原理和注意事項，題目難度中等．