我们在实验室常用二氧化锰与浓盐酸共热的方法制备氯气，反应原理与装置如下：MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O

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1. 我们在实验室常用二氧化锰与浓盐酸共热的方法制备氯气，反应原理与装置如下：MnO₂ + 4HCl(浓) $\text{[math]}$ MnCl₂ + Cl₂↑+ 2H₂O

(1) 装置A的主要作用是。

(2) 该装置的气体收集方法是

(3) 这样收集的氯气会有杂质。

(4) 写出B中发生的化学方程式：

【考点】

氯气的实验室制法;

【答案】

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实验探究题普通

1. 二氧化氯 $\text{[math]}$ 是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂，是一种黄绿色气体，易溶于水，浓度过大时易发生分解爆炸。近来有学者发现使用复合法 $\text{[math]}$ 发生器进行消毒的水中含有中等毒性的 $\text{[math]}$ ，进一步研究表明 $\text{[math]}$ 是由于 $\text{[math]}$ 制备过程中未完全反应的 $\text{[math]}$ 原料液进入水体引起的。实验室模拟复合法二氧化氯发生器反应工艺，探索反应温度对氯酸盐残留量的影响。实验原理： $\text{[math]}$ 溶液（质量分数33.3%）与盐酸溶液（HCl质量分数 $\text{[math]}$ ）经计量泵按1∶1比例进入反应残液一同混合形成二氧化氯复合消毒液模拟实验装置：

实验步骤：

ⅰ．将 $\text{[math]}$ 溶液与盐酸溶液按1∶1比例加入烧瓶1中，产生黄绿色气体后通入高纯 $\text{[math]}$ ；

ⅱ．反应90分钟，将5个口瓶内的液体和烧瓶内的反应残液一同倒入一个棕色广口瓶内，形成浓度均匀的复合二氧化氯消毒液；

ⅲ．分别在反应温度20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃重复上述过程；

ⅳ．测试复合二氧化氯消毒液中各组分浓度，收集整理数据。

(1) 用来滴加反应液的仪器名称：；为确保实验准确性，控制反应温度，发生装置选择的加热方式：。

(2) 烧瓶1中反应的化学方程式：。

(3) 若已知所用盐酸的密度是 $\text{[math]}$ ，则盐酸的浓度是：。

(4) 通入高纯 $\text{[math]}$ 的作用：。

(5) $\text{[math]}$ 转化率及 $\text{[math]}$ 产率随温度的变化如图，据图可知，随反应温度的提高，氯酸盐残留量（填“升高”或“降低”）；改变反应时间，重复实验， $\text{[math]}$ 产率随温度变化趋势均如图所示，不考虑有副反应发生，试分析90℃时 $\text{[math]}$ 产率降低的可能原因。

(6) 二氧化氯可氧化 $\text{[math]}$ 等金属离子，还可杀菌消毒，下列与二氧化氯杀菌消毒原理一致的是。

a．臭氧浴足盆 b．酒精消毒 c．明矾净水

实验探究题普通

在无水三氯化铝的催化作用下，利用乙醇制备乙烯的反应温度是 $\text{[math]}$ 。某兴趣小组据此设计如下图所示实验，合成无水 $\text{[math]}$ 并完成乙烯的制备及收集。

Ⅰ.无水 $\text{[math]}$ 的制备

（1） $\text{[math]}$ 中盛装浓盐酸的仪器名称为。

（2）装置 $\text{[math]}$ 中发生的化学方程式为。

（3）硬质玻璃管直接接入收集器的优点是。

（4）装置F中的药品名称是。

Ⅱ.乙烯的制备及收集

实验过程：检验装置气密性后，在圆底烧瓶中加入5g无水三氯化铝和10mL无水乙醇，点燃酒精灯加热。

（5）该催化机理如下图所示，写出此反应历程中生成 $\text{[math]}$ 的反应方程式。

（6）实验装置中还缺少的仪器是。加入药品后，开始实验前，应先打开止水夹(填“1”、“2”或“1”和“2”)，反应进行一段时间后，出现现象，再关闭相应止水夹。

（7）B中无水氯化钙的作用是。

（8）与教材中用乙醇和浓硫酸制备乙烯相比，用三氯化铝做催化剂制备乙烯的优点有(任写两点)。

实验探究题普通

3. 如图是某同学设计的制备少量氯气并进行系列实验的装置（夹持及加热仪器已略）．

(1) 若装置A中制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸，请写出装置A中的化学反应方程式：；实验室也可用高锰酸钾制氯气：2KMnO₄+16HCl（浓）=5Cl₂↑+2MnCl₂+2KCl+8H₂O

该反应中的氧化剂是，若消耗0.2mol氧化剂，则被氧化的还原剂的物质的量是 mol；

(2) 装置B中饱和食盐水的作用是；

(3) 装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中I、II、III依次放入（填编号）；（碱石灰为NaOH与CaO混合物，无水氯化钙为中性干燥剂）

	a	b	c	d
I	干燥的有色布条	干燥的有色布条	湿润的有色布条	湿润的有色布条
II	碱石灰	无水氯化钙	碱石灰	无水氯化钙
III	湿润的有色布条	湿润的有色布条	干燥的有色布条	干燥的有色布条

(4) 设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱．当向D中缓缓通入少量氯气时，可以看到D中无色溶液逐渐变为色，若打开D装置的活塞，使D中溶液滴入E装置（KI溶液与CCl₄），振荡锥形瓶后静置一会儿，可以观察到的现象是；

(5) 装置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯，试写出相应的化学方程式．

实验探究题普通

序号	物质a	C中实验现象
序号	物质a	通入Cl₂前	通入Cl₂后
I	水	得到无色溶液	产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
II	5%NaOH溶液	产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀	棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
III	40%NaOH 溶液	产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀	棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀

	实验操作	试剂	产物
I		较浓H₂SO₄	有Cl₂
II		a	有Cl₂
III		a+b	无Cl₂

实验序号	试样	测试温度/℃	电导率/ $\text{[math]}$
1	Ⅰ：25℃的 $\text{[math]}$ 饱和溶液	25	$\text{[math]}$
2	Ⅱ：35℃的 $\text{[math]}$ 饱和溶液	35	$\text{[math]}$
3	Ⅲ：45℃的 $\text{[math]}$ 饱和溶液	45	$\text{[math]}$

实验序号	试样	测试温度/℃	电导率/ $\text{[math]}$
4	Ⅰ		$\text{[math]}$
5			$\text{[math]}$