Question

【題目】氯氣在工業上有著重要的用途，某興趣小組在實驗室中用下列裝置模擬工業上用氯氣制備無水氯化鋁（183℃時升華，遇潮濕空氣即產生大量白霧）。

請回答下列問題：

（1）裝置 B 中盛放飽和食鹽水，其作用是 。F 中盛放的是 ，其作用是 。用一件儀器裝填適當試劑后也可起到 F 和 G 的作用，所裝填的試劑為 。

（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 （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）制備反應會因鹽酸濃度下降而停止。為測定反應殘余液中鹽酸的濃度，探究小組同學 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，測量生成的 H2體積。 裝置如圖所示（夾持器具已略去）。反應完畢，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 （排除儀器和實驗操作的影響因素）。

（4）該小組同學查資料得知：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 ℃，液態為黃綠色。設計最簡單的實驗驗證 Cl2中含有 ClO2： 。

Answer 1

【答案】（1）除去氯化氫氣體；濃硫酸；防止 G 中的水蒸氣進入 E 中；堿石灰；（2）ACB；

（3）裝置內氣體尚未冷卻；

（4）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

【解析】

試題分析：根據實驗裝置圖可知，該實驗中用濃鹽酸與二氧化錳反應生成氯氣，氯氣中有氯化氫、水等雜質，先用飽和食鹽水除氯化氫，再用濃硫酸干燥，氯氣與鋁反應制得氯化鋁，反應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，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制備氯氣，制得的氯氣中含有氯化氫和水等雜質，所以B裝置中應裝飽和食鹽水是為了除去混有的HCl氣體；因為氯化鋁易發生水解，故F應該防止空氣中的水蒸氣進入E裝置，所以E裝置中應放濃硫酸，而G是吸收反應剩余的氯氣，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制取氯氣，應先加二氧化錳，再從分液漏斗中加入濃鹽酸，再加熱，所以操作順序為ACB；

（3）反應完畢后，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，當溫度冷卻到室溫后，氣體體積不再改變；

（4）根據ClO2沸點為10℃，熔點為-59℃，液體為紅色，Cl2沸點為-34℃，液態為黃綠色，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，若出現紅色，則說明Cl2中含有ClO2。