Question

9．如圖1是某研究性學習小組設(shè)計制取氯氣并以氯氣為原料進行特定反應的裝置．

（1）寫出A裝置中發(fā)生反應的離子方程式4H⁺+2Cl^-+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl₂+Mn²⁺+2H₂O；要將C裝置接入B和D之間，正確的接法是：a→c→b→d；
（2）實驗開始先點燃A處的酒精燈，打開旋塞K，讓Cl₂充滿整個裝置，再點燃D處的酒精燈，Cl₂通過C裝置后進入D，D裝置內(nèi)盛有碳粉，發(fā)生氧化還原反應，生成CO₂和HCl（g），發(fā)生反應的化學方程式為2Cl₂+C+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂．
（3）D處反應完畢后，關(guān)閉旋塞K，移去兩個酒精燈，由于余熱的作用，A處仍有少量Cl₂產(chǎn)生，此時B中的現(xiàn)象是瓶中液面下降，長頸漏斗內(nèi)液面上升，B的作用是貯存少量Cl₂，避免Cl₂對環(huán)境造成污染．
（4）用量筒量取20mL E中溶液，倒入已檢查完氣密性良好的分液漏斗中，然后再注入10mL CCl₄，蓋好玻璃塞，振蕩，靜置于鐵架臺上（如圖2），等分層后取上層液和下層液，呈黃綠色的是下層液（填“上層液”或“下層液”），能使有色布條褪色的是上層液（填“上層液”或“下層液”）．
（5）在A、B、C、D、E裝置中有一處需要改進，說明需要改進的理由并在方框中畫出改進后的裝置圖．

Answer 1

分析 （1）A中使?jié)恹}酸和二氧化錳發(fā)生氧化還原反應生成氯氣的反應，試管中盛有水，氣體通過盛有水的試管時應采用長進短出的方式；
（2）根據(jù)題干信息判斷反應物和生成物，然后結(jié)合質(zhì)量守恒定律書寫化學方程式；
（3）關(guān)閉旋塞K，B中的氣體逐漸增多，壓強增大，B能貯存氣體；
（4）應用相似相溶原理，結(jié)合萃取操作方法進行解答；
（5）HCl極易溶于水，易產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象，需要采用防倒吸裝置．

解答 解：（1）A中使?jié)恹}酸和二氧化錳發(fā)生氧化還原反應生成氯氣的反應，反應的離子方程式為：4H⁺+2Cl^-+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl₂+Mn²⁺+2H₂O，由裝置圖判斷判斷，氣體由B流經(jīng)C進入到D中反應，氣體通過盛有水的試管時應長進短出，否則不能通過C裝置，連接順序為：acbd，
故答案為：4H⁺+2Cl^-+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl₂+Mn²⁺+2H₂O，c；b；
（2）由題意知C為提供水蒸氣的裝置，加入的濃硫酸溶于水放出大量的熱，有利于試管中的水變?yōu)樗�蒸氣，反應為Cl₂、C、H₂O，生成物為HCl和CO₂，則反應的化學方程式為：2Cl₂+C+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂，
故答案為：2Cl₂+C+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂；
（3）關(guān)閉旋塞K，移去兩個酒精燈，由于余熱的作用，A處仍有少量Cl₂產(chǎn)生，B中的氣體逐漸增多，壓強增大，則導致瓶中液面下降，長頸漏斗內(nèi)液面上升；氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，B具有貯存少量氯氣，并能防止空氣污染，
故答案為：瓶中液面下降，長頸漏斗內(nèi)液面上升；貯存少量Cl₂，避免Cl₂對環(huán)境造成污染；
（4）應用相似相溶原理，氯氣在CCl₄中溶解度較大，而且四氯化碳的密度比水大，呈黃綠色的是溶有氯氣的下層四氯化碳層，能使有色布條褪色，氯氣在無機層與接觸發(fā)生化學反應生成次氯酸，而導致有色布條褪色的，
故答案是：下層液；上層液；
（5）反應2Cl₂+C+2H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4HCl+CO₂中有HCl生成，需要尾氣吸收，由于HCl極易溶于水，易產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象，應用倒置的漏斗，改進后的裝置圖可以為：，
答：D中反應生成的HCl氣體極易溶于水，易發(fā)生倒吸，改進后的裝置圖為．

點評 本題考查氯氣的制備、氯氣的化學性質(zhì)，題目難度中等，涉及萃取的操作方法、次氯酸的漂白原理和防倒吸的相關(guān)知識，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．