Question

【題目】氫氣、氯氣是中學(xué)實(shí)驗(yàn)室常見氣體，在實(shí)驗(yàn)室可以利用該反應(yīng)2KMnO4+16HCl(濃)→2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，制備Cl2，并在實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)制備鹽酸，請(qǐng)回答下列問題：

(1)甲組同學(xué)用下列裝置制取H2和Cl2。

①實(shí)驗(yàn)室常用NaCl+H2SO4(濃)→NaHSO4+HCl↑反應(yīng)制備HCl氣體，該反應(yīng)利用了濃硫酸的___性。

②用工業(yè)級(jí)鋅粒(主要成分 Zn，含少量 FeS、Pb、Cu 等雜質(zhì))作原料，裝置 I、Ⅱ均可以制取 H2，但裝置 I 比裝置Ⅱ更好，理由__________________________；檢驗(yàn)氯氣所用的試紙是_______________。

(2)乙組同學(xué)擬用甲組的裝置 I、Ⅲ及下列裝置(可以重復(fù)選用)模擬工業(yè)上制取鹽酸。

①乙組中氫氣的部分實(shí)驗(yàn)裝置連接是a-f-g-d……,其中裝置Ⅴ的作用是_______，制取氯氣并模擬合成鹽酸的實(shí)驗(yàn)裝置的合理連接順序(用玻璃接口表示)為 c-__________。

②裝置VII中儀器 X 的名稱是_________ ，合成 HCl時(shí)需控制H2的體積略大于Cl2的體積，其目的是 ________；裝置VII末端接抽氣水泵的目的是___________。

(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明HCl極易溶于水且水溶液呈酸性:_____________________。

Answer 1

【答案】難揮發(fā)性(高沸點(diǎn)性) 裝置Ⅰ可以實(shí)現(xiàn)即開即用，即關(guān)即停 淀粉-KI試紙 除氫氣中的HCl及H2S等其他雜質(zhì)氣體 c—j—k—d—e—i 冷凝管 使氯氣完全反應(yīng)，防止氯氣混入鹽酸中 形成負(fù)壓，使產(chǎn)生的HCl被水充分吸收 用滴有石蕊的水進(jìn)行HCl的噴泉實(shí)驗(yàn)，形成紅色噴泉，既證明HCl極易溶于水且水溶液呈酸性

【解析】

(1)I、II、III裝置為常見的固液制氣裝置，其中I為啟普發(fā)生器原理，可以通過控制止水夾讓反應(yīng)即開即用，即關(guān)即停。(2)利用甲組的III裝置制取Cl2，再利用乙組可選用的裝置除去Cl2中的雜質(zhì)；利用甲組的I裝置制取H2，再利用乙組可選用的裝置除去H2中的雜質(zhì)，將得到的純凈的Cl2和H2通入VII裝置，為使其充分混合并反應(yīng)，密度小的H2從h通入，密度大的Cl2從i通入，在VII裝置中生成鹽酸。(3) 證明HCl極易溶于水可利用噴泉實(shí)驗(yàn)，證明其水溶液呈酸性可用酸堿指示劑。

(1)①NaCl+H2SO4(濃)=NaHSO4+HCl↑，該反應(yīng)的原理是難揮發(fā)性酸制取揮發(fā)性酸。

②裝置 I為啟普發(fā)生器原理，可以通過控制止水夾讓反應(yīng)即開即用，即關(guān)即停；氯氣具有強(qiáng)氧化性，檢驗(yàn)氯氣所用的試紙是濕潤的淀粉-KI試紙，現(xiàn)象是變藍(lán)然后褪色。

(2)①由上述分析可知，利用甲組的III裝置制取Cl2，再利用乙組可選用的裝置除去Cl2中的雜質(zhì)，先用飽和食鹽水除去HCl，再用濃硫酸除去水蒸氣，利用甲組的I裝置制取H2，再利用V裝置的氫氧化鈉除去H2中的HCl及H2S等雜質(zhì)，之后將得到的純凈的Cl2和H2通入VII裝置，為使其充分混合并反應(yīng)，密度小的H2從h通入，密度大的Cl2從i通入，在VII裝置中生成鹽酸。所以制取氯氣并模擬合成鹽酸的實(shí)驗(yàn)裝置的合理連接順序?yàn)?/span>c—j—k—d—e—i。

②由圖可知，X為冷凝管；合成 HCl時(shí)需控制H2的體積略大于Cl2的體積，是為了使氯氣完全反應(yīng)，防止氯氣混入鹽酸中；抽氣水泵可以形成負(fù)壓，使產(chǎn)生的HCl被水充分吸收。

(3) 證明HCl極易溶于水可利用噴泉實(shí)驗(yàn)，證明其水溶液呈酸性可用酸堿指示劑，即用滴有石蕊的水進(jìn)行HCl的噴泉實(shí)驗(yàn)，形成紅色噴泉，既證明HCl極易溶于水且水溶液呈酸性。