如图所示,是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置,其中各试剂瓶装的试剂为: B( 氢硫酸 ) 、 C( 溴化亚铁溶液 ) 、 D(KI- 淀粉溶液 ) 、 E( 混有二氧化硫的氯化钡溶液 ) 、 F( 水 ) 、 H( 紫色石蕊试液 ) 。
(1)A 是氯气发生装置,其化学反应方程式是 ______ 。
(2)I 中 b 瓶内加入的液体最好是 ______ 。
(3) 用图示的 II 可代替 I ,但 III 不可以,请简要说明理由 ______ 。
(4) 实验开始时,先点燃 A 处酒精灯,打开分液漏斗旋塞和 I 处活塞,让氯气充满整个装置,再点燃 G 处酒精灯,回答下列问题:
①凭什么实验现象证明氯气已充满了整个装置 ______ 。
②下列装置中的现象是 C ______ ; D ______ ; E ______ ; F ______ 。
(5)G 装置的硬质玻璃管内盛有炭粉,发生氧化还原反应,其产物为二氧化碳和氯化氢,写出 G 中反应的化学方程式: ______ 。
(6) 在 H 处,紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色,再变为无色,其原因是 ______ 。
MnO 2 +4HCl (浓) MnCl 2 +Cl 2 ↑+2H 2 O 饱和食盐水 Ⅱ 与 Ⅰ 原理相同,而 Ⅲ 中因 c 瓶口密封,体积不能改变,压强增大会有危险 观察当整个装置内充满黄绿色气体时,说明氯气已充满整个装置 溶液由浅绿色变为深红棕色 溶液变蓝 生成白色沉淀 水溶液呈淡黄绿色 C+2H 2 O+2Cl 2 CO 2 +4HCl 生成 HCl 使紫色石蕊溶液变红色,剩余的氯气又与水反应生成 HClO , HClO 起漂白作用,使红色褪去
【分析】
分析反应装置可知, A 实验中制备氯气利用的是二氧化锰和浓盐酸的加热反应; I 中 b ,氯气能溶于水,可排饱和食盐水收集,减少氯气损耗; Ⅱ 与 Ⅰ 原理相同,而 Ⅲ 中因 c 瓶口密封,气体不能流通,存在安全隐患,故不能代替 Ⅰ ;氯气通过 B 为硫化氢溶液,发生氧化还原反应生成硫单质, C 溴化亚铁溶液氧化亚铁离子和溴离子为铁离子,溶液由浅绿色变为深红棕色;通入 D 碘化钾淀粉溶液生成碘单质遇淀粉变蓝;通入 E 混有二氧化硫的氯化钡溶液,氧化二氧化硫为硫酸,生成白色沉淀, F 是提供水蒸气,氯气溶解于水中,溶液呈淡黄绿色; G 根据元素守恒可知,反应物除氯气和碳外,还有水,产物为二氧化碳和氯化氢, H 为紫色石蕊溶液,盐酸能使紫色石蕊溶液变红,未参加反应的氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸起漂白作用。
【详解】
(1) 在加热条件下,二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水,离子方程式为: MnO 2 +4HCl (浓) MnCl 2 +Cl 2 ↑+2H 2 O ;故答案为: MnO 2 +4HCl (浓) MnCl 2 +Cl 2 ↑+2H 2 O ;
(2) 常利用排饱和食盐水收集氯气, Ⅰ 中 b 瓶内加入的液体最好是饱和食盐水,故答案为:饱和食盐水;
(3)Ⅱ 与 Ⅰ 原理相同,而 Ⅲ 中因 c 瓶口密封,气体不能流通,存在安全隐患,故不能代替 Ⅰ ,故答案为: Ⅱ 与 Ⅰ 原理相同,而 Ⅲ 中因 c 瓶口密封,体积不能改变,压强增大会有危险;
(4) ①氯气是黄绿色气体,观察当整个装置内充满黄绿色气体时,说明氯气已充满整个装置,故答案为:观察当整个装置内充满黄绿色气体时,说明氯气已充满整个装置;
② b 氯气通过 B 为硫化氢溶液,发生氧化还原反应生成硫单质, C 溴化亚铁溶液氧化亚铁离子和溴离子为铁离子,溶液由浅绿色变为深红棕色;通入 D 碘化钾淀粉溶液生成碘单质遇淀粉变蓝;通入 E 混有二氧化硫的氯化钡溶液,氧化二氧化硫为硫酸,生成白色沉淀, F 是提供水蒸气,氯气溶解于水中,溶液呈淡黄绿色;故答案为:溶液由浅绿色变为深红棕色;溶液变蓝;生成白色沉淀;水溶液呈淡黄绿色;
(5) 根据元素守恒可知,反应物除氯气和碳外,还有水,产物为二氧化碳和氯化氢,反应的化学方程式为 C+2H 2 O+2Cl 2 CO 2 +4HCl ;反应物除氯气和碳外还有水,所以装置 F 的作用是为 G 提供水蒸气。故答案为: C+2H 2 O+2Cl 2 CO 2 +4HCl ;
(6)H 为紫色石蕊溶液,盐酸能使紫色石蕊溶液变红,未参加反应的氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸起漂白作用,故答案为:生成 HCl 使紫色石蕊溶液变红色,剩余的氯气又与水反应生成 HClO , HClO 起漂白作用,使红色褪去。
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实验室用浓硫酸和乙醇反应制备乙稀,若温度过高或加热时间过长,制得的乙稀往往混有CO2、SO2、H2O(气体少量)。请回答下列问题:
(1)试分析CO2和SO2 是怎么样产生的?_____(用一句话说明)。
(2)试用下图所示的装置设计一个实验,验证制得的气体中确实含有CO2和SO2、H2O(g) ,按气流的方向,各装置的连接顺序是:__________。
① |
② |
③ |
④ |
(3)实验时若观察到:①中A瓶中溶液褪色,B瓶中深水颜色逐渐变浅,C瓶中溶液不褪色,则A瓶的作用是___________,B瓶的作用是________, C瓶的作用是____________。
(4)装置②中所加的试剂名称是__________,它可以验证的气体是__________,简述确定装置②在整套装置中的位置的理由是______________。
(5)装置③中所盛溶液的名称是__________,它可以用来验证的气体是__________。