Question

【題目】某同學為探究MnO2與濃鹽酸的反應，用如圖所示的裝置進行實驗。

(1)B是用來收集氣體的裝置，但未將導管畫全，請在裝置圖中將導管補畫完整。_________

(2)制備實驗開始時，先檢查裝置氣密性，接下來的操作依次是_________(填字母）。

A．往燒瓶中加入MnO2粉末 B．加熱 C．往燒瓶中滴加濃鹽酸

(3)實驗中該同學取8.7g MnO2和50mL 12mol/L濃鹽酸在圓底燒瓶中共熱，直到反應停止，最后發現燒瓶中還有固體剩余，該同學還檢測到有一定量的鹽酸剩余。

①MnO2與濃鹽酸反應的化學方程式為_________。

②為什么有一定量的鹽酸剩余但未能使MnO2完全溶解？_________。

③下列試劑中，能證明反應停止后燒瓶中有鹽酸剩余的是_________(填字母）。

A．硝酸銀溶液 B．碳酸鈉溶液 C．氯化鈉溶液

(4)為了測定反應殘余液中鹽酸的濃度，該同學設計了兩個實驗方案：

方案一：將A中產生的氣體緩緩通過已稱量的裝有足量NaOH溶液的洗氣瓶，反應停止后再次稱量，兩次質量差即是Cl2的質量，據此可求剩余鹽酸的量。

方案二：當MnO2與濃鹽酸的反應結束后，在裝置A中加入足量的鋅粉，用排水法測得產生H2的體積為V L(已換算為標準狀況下）。

①實際上方案一不合理，原因為_________。

②根據方案二，寫出剩余鹽酸的物質的量濃度的計算式（假設反應前后溶液的體積保持不變）_________。

Answer 1

【答案】 ACB MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O MnO2只與濃鹽酸反應，濃鹽酸隨反應進行會變稀 B NaOH溶液不僅吸收Cl2，還吸收揮發出的HCl和H2O

【解析】

實驗室用MnO2與濃鹽酸在加熱條件下反應制取Cl2，發生反應的化學方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O，由于濃鹽酸易揮發，所以需控制加熱溫度，否則鹽酸大量揮發，不僅降低反應物的轉化率，還會使Cl2中混入過多的HCl和水蒸氣；由于稀鹽酸與MnO2不反應，所以鹽酸、MnO2都有剩余；由于Cl2的密度比空氣大，所以應采用長進短出的方法收集Cl2；Cl2有毒，會污染環境，需使用尾氣處理裝置。

(1)由上面分析知，收集Cl2，集氣瓶內導管應長進短出，裝置圖為；

(2)制備實驗開始時，先檢查裝置氣密性，然后往燒瓶內加MnO2固體，再往燒瓶內滴加濃鹽酸，最后給燒瓶加熱，故選ACB；

(3)①MnO2與濃鹽酸反應的化學方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

②因為稀鹽酸與MnO2不反應，所以雖然有鹽酸剩余，但未能使MnO2完全溶解，原因是MnO2只與濃鹽酸反應，濃鹽酸隨反應進行會變稀；

③因為反應后溶液中含有MnCl2電離產生的Cl-，所以能證明反應停止后燒瓶中有鹽酸剩余的試劑是能與鹽酸電離出H+反應的試劑碳酸鈉溶液，故選B；

(4)①方案一中，Cl2中混入濃鹽酸揮發出的HCl和水蒸氣，所以不合理，原因為NaOH溶液不僅吸收Cl2，還吸收揮發出的HCl和H2O；

②根據方案二，發生反應Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑，剩余鹽酸的物質的量濃度為。