- 氯气的应用
- 共578题
二氧化锰与浓盐酸混合加热得到氯气,如图是制取并探究Cl2化学性质的装置图。
(1)圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为________。
(2)若要得到干燥纯净的气体,B、C中应分别盛放的试剂为________、________。
(3)E中若装有FeCl2溶液,反应的离子方程式为________,E中若装有淀粉碘化钾溶液,能观察到的实验现象是______________________________________。
(4)实验中发现:浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气,稀盐酸与MnO2混合加热不生成氯气。针对上述现象某化学兴趣小组对“影响氯气生成的原因”进行了讨论,并设计了以下实验方案:
a.稀盐酸滴入MnO2中,然后通入HCl气体加热
b.稀盐酸滴入MnO2中,然后加入NaCl固体加热
c.稀盐酸滴入MnO2中,然后加入浓硫酸加热
d.MnO2与NaCl的浓溶液混合加热
e.浓硫酸与NaCl固体、MnO2固体共热
①实验b的目的是__________________________________________,
实验c的目的是_________________________________________________。
②实验现象:a、c、e有黄绿色气体生成,b、d没有黄绿色气体生成。由此得出影响氯气生成的原因是____________________________________________。
正确答案
(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)饱和食盐水 浓硫酸
(3)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 溶液变蓝
(4)①探究c(Cl-)对反应的影响 探究c(H+)对反应的影响 ②c(H+)的大小
(1)MnO2与浓盐酸反应的化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+
Cl2↑+2H2O。
(2)用该方法制得的氯气中含有HCl和水蒸气,分别用饱和食盐水和浓硫酸除去。
(3)氯气与FeCl2溶液反应的离子方程式是:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。氯气将KI氧化为单质碘,单质碘使淀粉变蓝色。
(4)对比a、b、c、d、e五个实验方案可以看出,五个实验中都有MnO2和Cl-,只有a、c、e中有较大浓度的H+,这三个实验产生了Cl2,b、d中有较大浓度的Cl-,但无H+,没有产生Cl2,说明影响氯气生成的原因是H+浓度的大小。实验b的目的是探究c(Cl-)对反应的影响,实验c的目的是探究c(H+)对反应的影响。
(11分)氯气和氨气在常温下混合即可发生反应。某兴趣小组同学为探究纯净、干燥的氯气与氨气的反应,设计了如下装置:
请回答:
(1)A装置中的试剂是 ,B装置的仪器名称是 。
(2)写出装置F中发生反应的离子方程式是 ;若反应中能产生560mL纯净气体(标准状况下),则至少需要12mol/L的浓盐酸 mL。
(3)装置E中盛放的试剂是 ,其作用是 。
(4)装置C中有白烟产生,试写出反应的化学方程式 。
(5)若从装置C的G处逸出的尾气中含有少量Cl2,为防止其污染环境,可将尾气通过盛有 的洗气瓶。
正确答案
(1)氯化铵、氢氧化钙(或氯化铵、碱石灰;或氯化铵、氧化钙); 干燥管
(2)MnO2 + 4 H+ + 2 Cl-Mn2+ + Cl2 ↑+ 2 H2O ; 8.3 (或8或8.33或25/3)
(3)饱和食盐水 除去氯气中的HCl气体
(4)8NH3+3Cl2 ="==" N2+6NH4Cl (或2NH3+3Cl2 ="==" N2+6HCl NH3+HCl="=" NH4Cl)
(5)氢氧化钠溶液
试题分析:(1)A装置用于实验室制取氨气,在实验室中一般是用铵盐与碱共热制取氨气。所以A装置中的试剂是氯化铵、氢氧化钙。B装置的仪器名称干燥管。(2)在装置F中制取氯气。发生反应的离子方程式是MnO2 + 4 H+ + 2 Cl-Mn2+ + Cl2↑+ 2 H2O。若n(Cl2)=0.560L÷22.4L/mol=0.025mol,由于只有浓盐酸菜发生反应,所以至少需要12mol/L的浓盐酸(0.025mol×4)÷12mol/L=0.0083L=8.3ml。(3)由于浓盐酸有挥发性,所以在氯气在含有杂质HCl,在装置E中盛放的试剂是除去氯气中的HCl的。应该为饱和食盐水。(4)在装置C中发生反应8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl,产生白色固体NH4Cl.因此会看到有白烟产生。(5)若从装置C的G处逸出的尾气中含有少量Cl2,由于Cl2能与碱性物质反应,所以为防止其污染环境,可将尾气通过盛有氢氧化钠溶液的试剂瓶中。
实验室用足量MnO2与浓盐酸反应制取氯气,其装置如图1所示:
图1 图2
(1)图1中仪器a的名称是: ;仪器b的名称是: ;b中加入碎瓷片的作用是: 。
(2)请写出仪器b中发生的反应的离子方程式:
(3)检查装置的气密性之后的操作依次是: 、 、 。(填序号)
A.向烧瓶中加入MnO2粉末
B.加热
C.向烧瓶中加入浓盐酸
(4)该反应会因为盐酸浓度下降而停止。为了测定反应残留液中盐酸的浓度,某探究小组提出下列实验方案:
①甲同学的方案为:与足量AgNO3溶液反应,称量生成沉淀的质量。
②乙同学的方案为:与足量的锌反应,测量生成气体的体积,实验装置如图2所示(夹持装置已略去)。使Y形管中的残留溶液与锌粒反应的正确操作是 (“锌粒转移到残留溶液中”或“残留溶液转移到锌粒中”)。在正确读取量气管读数时,视线要平视,要注意使漏斗液面与量气管中液面相平,除此外还须注意: 。
两种方案我认为 (填甲或乙)同学的方案可行。
正确答案
(1)分液漏斗; 蒸馏烧瓶; 防止液体暴沸
(2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑
(3)A、C、B
(4)锌粒转移至残留溶液中; 恢复至室温; 乙
试题分析:图1装置有分液漏斗和蒸馏烧瓶组装而成,加入碎瓷片防止爆沸,检验气密性后,先加入固体,再加液体,最后加热,自下而上,MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑,盐酸表现还原性和酸性,甲同学检验的是氯离子的量,包括的除了剩余的盐酸,还有表现酸性的盐酸,也就是氯化锰的氯离子。乙同学把锌粒转入盐酸中,保证盐酸完全反应,准确测定盐酸的量,量气管读数时注意:1、回复至室温,2、调节液面相平,3、视线与凹液面相切。
我校化学兴趣小组的学生对某品牌的消毒液的成分和性质进行实验探究:
①该消毒液外观无色透明,取适量滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(该沉淀不溶于硝酸);
②用干燥洁净玻璃棒蘸取消毒液,点到pH试纸上,试纸先变蓝后褪色;
③取适量消毒液,滴加稀硫酸后,有黄绿色气体生成;
④用洁净铂丝蘸取消毒液,在无色灯焰上灼烧,火焰呈黄色。
⑤取适量消毒液,通入少量H2S气体,先看到有“浅黄色沉淀”,后又“澄清”。取澄清溶液适量,滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成(该沉淀不溶于盐酸)。
请回答以下问题:
(1)该消毒液的主要成分是_______________________________________。
(2)pH试纸颜色的变化说明消毒液溶液具有的性质是 _________________。
(3)实验③中的离子方程式为_______________________________________。
(4)实验⑤中,有“浅黄色沉淀”生成时的离子方程式为_________________________,又“澄清”时的离子方程式为__________________________________________。
正确答案
(1)NaCl和NaClO;
(2)碱性,漂白性;
(3)Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O
(4)H2S+ClO-=S↓+Cl-+H2O;S+3ClO-+2OH-=SO42-+3Cl-+H2O(或S+3ClO-+H2O=SO42-+3Cl-+2H+)
试题分析:该消毒液外观无色透明,取适量滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(该沉淀不溶于硝酸),证明含有Cl-;用干燥洁净玻璃棒蘸取消毒液,点到pH试纸上,试纸先变蓝后褪色,证明溶液呈碱性、有氧化性;消毒液滴加稀硫酸后,有黄绿色气体生成,证明有氧化性的微粒是ClO-;该消毒液焰色反应呈黄色,说明含Na+;向该消毒液中通入少量H2S气体,先看到有“浅黄色沉淀”,后又“澄清”。取澄清溶液适量,滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成(该沉淀不溶于盐酸)。说明先生成不溶于水的S单质,然后S单质又被氧化成SO42-。得到既不溶于水也不溶于酸的BaSO4沉淀。
氯气在298K、100kPa时,在1L水中可溶解0.090mol,实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题:
(1)该反应的离子方程式为____________________________;
(2)根据离子方程式,计算该反应的平衡常数(水视为纯液体,列式计算,保留2位有效数字)
(3)在上述平衡体系中加入少量NaOH固体,平衡将向________移动;(填“正”、“逆”或“不”)
(4)如果增大氯气的压强,氯气在水中的溶解度将______(填“增大”、“减小”或“不变”),平衡将向______________移动。(填“正”、“逆”或“不”)
(5)新制氯水经光照一段时间后溶液c(H+)增大,请运用平衡移动原理进行解释:__________________。
正确答案
(1) Cl2 + H2O Cl- + H+ + HClO;(3分)
(2) Cl2 + H2O Cl- + H+ + HClO(6分)
C起 mol/L 0.090 0 0 0
C变mol/L 0.090×1/3 0.030 0.030 0.030
C平mol/L 0.060 0.030 0.030 0.030
(3)正反应方向; (1分) (4)增大(2分),正反应方向(1分)
(5) Cl2 + H2O Cl- + H+ + HClO,光照,HClO分解生成HCl和O2,使平衡向正反应方向移动, 溶液的c(H+)增大。(3分)
试题分析:本题以氯气与水的反应为载体考查化学平衡相关知识。(1)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸是弱电解质;反应的离子方程式为Cl2 + H2O Cl- + H+ + HClO;(2)在1L水中可溶解0.090mol氯气,近似氯气浓度为0.090mol/L;结合平衡计算——三行式及平衡状态微粒的浓度,依据平衡常数概念计算得到;计算过程见答案;(3)加入氢氧化钠,溶液中的氢氧根离子和氢离子反应,降低了氢离子浓度,平衡正向进行;(4)气体溶解度随压强增大会增大,增大压强平衡向气体体积减小的方法进行,即平衡将向正向移动;(5) 氯水中存在平衡Cl2 + H2O
Cl- + H+ + HClO,光照,HClO分解生成HCl和O2,使平衡向正反应方向移动, 溶液的c(H+)增大。
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