Question

【題目】某同學(xué)為探究MnO2與濃鹽酸的反應(yīng)，用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(1)B是用來收集氣體的裝置，但未將導(dǎo)管畫全，請(qǐng)?jiān)谘b置圖中將導(dǎo)管補(bǔ)畫完整。_________

(2)制備實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，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(shí)驗(yàn)中該同學(xué)取8.7g MnO2和50mL 12mol/L濃鹽酸在圓底燒瓶中共熱，直到反應(yīng)停止，最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有固體剩余，該同學(xué)還檢測(cè)到有一定量的鹽酸剩余。

①MnO2與濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)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(cè)定反應(yīng)殘余液中鹽酸的濃度，該同學(xué)設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：

方案一：將A中產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄟ^已稱量的裝有足量NaOH溶液的洗氣瓶，反應(yīng)停止后再次稱量，兩次質(zhì)量差即是Cl2的質(zhì)量，據(jù)此可求剩余鹽酸的量。

方案二：當(dāng)MnO2與濃鹽酸的反應(yīng)結(jié)束后，在裝置A中加入足量的鋅粉，用排水法測(cè)得產(chǎn)生H2的體積為V L(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。

①實(shí)際上方案一不合理，原因?yàn)?/span>_________。

②根據(jù)方案二，寫出剩余鹽酸的物質(zhì)的量濃度的計(jì)算式（假設(shè)反應(yīng)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(yīng)，濃鹽酸隨反應(yīng)進(jìn)行會(huì)變稀 B NaOH溶液不僅吸收Cl2，還吸收揮發(fā)出的HCl和H2O

【解析】

實(shí)驗(yàn)室用MnO2與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)制取Cl2，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O，由于濃鹽酸易揮發(fā)，所以需控制加熱溫度，否則鹽酸大量揮發(fā)，不僅降低反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，還會(huì)使Cl2中混入過多的HCl和水蒸氣；由于稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)，所以鹽酸、MnO2都有剩余；由于Cl2的密度比空氣大，所以應(yīng)采用長(zhǎng)進(jìn)短出的方法收集Cl2；Cl2有毒，會(huì)污染環(huán)境，需使用尾氣處理裝置。

(1)由上面分析知，收集Cl2，集氣瓶?jī)?nèi)導(dǎo)管應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出，裝置圖為；

(2)制備實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先檢查裝置氣密性，然后往燒瓶?jī)?nèi)加MnO2固體，再往燒瓶?jī)?nèi)滴加濃鹽酸，最后給燒瓶加熱，故選ACB；

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

②因?yàn)橄←}酸與MnO2不反應(yīng)，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(yīng)，濃鹽酸隨反應(yīng)進(jìn)行會(huì)變��；

③因?yàn)榉磻?yīng)后溶液中含有MnCl2電離產(chǎn)生的Cl-，所以能證明反應(yīng)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(yīng)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(fā)出的HCl和水蒸氣，所以不合理，原因?yàn)?/span>NaOH溶液不僅吸收Cl2，還吸收揮發(fā)出的HCl和H2O；

②根據(jù)方案二，發(fā)生反應(yīng)Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑，剩余鹽酸的物質(zhì)的量濃度為。