Question

某興趣小組設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)裝置探究氯氣與石灰乳反應(yīng)的條件和產(chǎn)物．
（1）裝置甲中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

．
（2）乙裝置的作用是

除去氯氣中混有的氯化氫

，丁裝置的作用是

吸收Cl₂防止污染空氣

．
（3）該興趣小組用100mL 12mol?L^-1鹽酸與8.7g MnO₂制備氯氣，并將所得氯氣與過(guò)量的石灰乳反應(yīng)，則理論上最多可制得Ca（ClO）₂

7.15

g．（請(qǐng)寫出必要的計(jì)算過(guò)程）
（4）已知：氯氣和堿的反應(yīng)為放熱反應(yīng)（即隨著反應(yīng)的進(jìn)行有熱量放出，導(dǎo)致體系溫度逐漸升高），溫度較高時(shí)，氯氣和堿還能發(fā)生如下反應(yīng)：
3Cl₂+6NaOH

△   .

5NaCl+NaClO₃+3H₂O為了提高Ca（ClO）₂的產(chǎn)率，可對(duì)丙裝置作適當(dāng)改進(jìn)．請(qǐng)你給出一種改進(jìn)方法：

將丙裝置浸在盛有冷水的水槽中

．

Answer 1

分析：（1）裝置甲是氯氣的發(fā)生裝置，二氧化錳與濃鹽酸在加熱的條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣、水；
（2）氯化氫易揮發(fā)，制取的氯氣中含有HCl，影響氯氣與堿反應(yīng)產(chǎn)物的探究；
實(shí)驗(yàn)尾氣中含有未反應(yīng)的氯氣，氯氣有毒，直接排空，會(huì)污染空氣，可以用氫氧化鈉溶液吸收；
（3）根據(jù)過(guò)量計(jì)算判斷鹽酸、二氧化錳中哪一種剩余，根據(jù)不足的物質(zhì)計(jì)算生成的氯氣，在根據(jù)方程式計(jì)算生成的
Ca（ClO）₂質(zhì)量；
（4）由題目信息可知，氯氣和堿的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度過(guò)高，氯氣和堿反應(yīng)會(huì)生成氯酸鹽，導(dǎo)致次氯酸鹽的產(chǎn)率降低，故應(yīng)將丙裝置置于低溫環(huán)境．

解答：解：（1）二氧化錳與濃鹽酸在加熱的條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣、水，
反應(yīng)方程式為：MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）氯化氫易揮發(fā)，制取的氯氣中含有HCl，影響氯氣與堿反應(yīng)產(chǎn)物的探究，用飽和食鹽水除去氯氣中混有的氯化氫；
實(shí)驗(yàn)尾氣中含有未反應(yīng)的氯氣，氯氣有毒，直接排空，會(huì)污染空氣，可以用氫氧化鈉溶液吸收；
故答案為：除去氯氣中混有的氯化氫；吸收Cl₂防止污染空氣；
（3）8.7gMnO₂的物質(zhì)的量為

8.7g

87g/mol

=0.1mol，根據(jù)方程式MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O可知，MnO₂完全反應(yīng)需要HCl的物質(zhì)的量為0.4mol，小于0.1L×12mol?L^-1=1.2mol，故二氧化錳完全反應(yīng)，由方程式可知生成氯氣0.1mol，由方程式2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O可知，0.1mol氯氣完全反應(yīng)生成0.05molCa（ClO）₂，
質(zhì)量為0.05mol×143g．mol=7.15g；
故答案為：7.15g；
（4）由題目信息可知，氯氣和堿的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度過(guò)高，氯氣和堿反應(yīng)會(huì)生成氯酸鹽，導(dǎo)致次氯酸鹽的產(chǎn)率降低，可以將丙裝置浸在盛有冷水的水槽中降低溫度；
故答案為：將丙裝置浸在盛有冷水的水槽中．

點(diǎn)評(píng)：考查氯氣的制取、氯氣的性質(zhì)、對(duì)反應(yīng)裝置的理解、反應(yīng)條件的控制等，難度中等，注意（3）中過(guò)量計(jì)算．