精英家教網(wǎng)實驗室常用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制取氯氣.濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)過程中,濃鹽酸的濃度不斷降低,當鹽酸濃度降至臨界濃度時,反應(yīng)停止.
方法一:
甲同學(xué)利用圖裝置,測定鹽酸濃度降至臨界濃度時 反應(yīng)生成氯氣的體積,來探究在某溫度下濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)的臨界濃度.
方法:A中試管有足量的MnO2,往其中加入10mol/L的濃鹽酸,控制溫度為80℃進行反應(yīng).甲同學(xué)進行了三次同樣的實驗,收集氣體(體積均換算成標準狀況),數(shù)據(jù)如下表:
第一次實驗 第二次實驗 第三次實驗
鹽酸的用量 10.0mL 10.0mL 10.0mL
氯氣的體積 225mL 192mL 223mL
回答下列問題:
(1)請寫出A中試管內(nèi)反應(yīng)的離子方程式
 

(2)檢驗該裝置的氣密性的方法是
 

(3)B中加入的溶液為
 

(4)為計算與二氧化錳反應(yīng)的濃鹽酸臨界濃度,甲同學(xué)的第
 
次實驗數(shù)據(jù)應(yīng)舍去.經(jīng)計算反應(yīng)的鹽酸臨界濃度為
 

方法二:
(5)乙同學(xué)認為該實驗有不足之處:濃鹽酸易揮發(fā),會造成上述所測的臨界濃度
 
(填“偏高”“偏低”).
乙同學(xué)提出可直接用反應(yīng)后A中的溶液來測定鹽酸的臨界濃度:
精英家教網(wǎng)
(6)以上圖表中操作a的名稱是
 

(7)請寫出A溶液中的物質(zhì)與NaHCO3溶液反應(yīng)的離子方程式:
 

(8)根據(jù)以上數(shù)據(jù),濃鹽酸與二氧化錳制氯氣的反應(yīng)中濃鹽酸的臨界濃度為
 
分析:(1)裝置A中是二氧化錳和濃鹽酸加熱發(fā)生反應(yīng)生成氯化錳,氯氣和水;
(2)依據(jù)裝置中壓強變化和液面變化分析設(shè)計氣密性檢查;
(3)氯氣在飽和食鹽水中 溶解度減小分析;
(4)依據(jù)圖表數(shù)據(jù)結(jié)合化學(xué)方程式分析計算;
(5)濃鹽酸揮發(fā)損耗氯化氫,實驗測得臨界濃度會偏低;
(6)分析流程和實驗過程分析可知,操作a是過濾操作;
(7)濃鹽酸隨反應(yīng)進行變化為稀鹽酸不再和二氧化錳反應(yīng),加入碳酸氫鈉和剩余氯化氫反應(yīng)生成二氧化碳氣體;
(8)依據(jù)流程生成的碳酸鈣沉淀質(zhì)量換算物質(zhì)的量,結(jié)合碳元素守恒計算剩余氯化氫物質(zhì)的量得到濃度;
解答:解:(1)裝置A中是二氧化錳和濃鹽酸加熱發(fā)生反應(yīng)生成氯化錳,氯氣和水,反應(yīng)的離子方程式為:MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O;
故答案為:MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)依據(jù)裝置中壓強變化和液面變化分析設(shè)計氣密性檢查,檢驗該裝置的氣密性的方法是,連接好裝置,微熱燒杯,有部分液體進入量筒,冷卻后C導(dǎo)氣管中有液體上升,證明氣密性完好;
故答案為:連接好裝置,微熱燒杯,有部分液體進入量筒,冷卻后C導(dǎo)氣管中有液體上升,證明氣密性完好;
(3)氯氣在飽和食鹽水中 溶解度減小,B中是利用氯氣在飽和食鹽水中,氯離子濃度增大,氯氣溶解度減小,減少氯氣的損耗;
故答案為:飽和食鹽水;
(4)依據(jù)圖表數(shù)據(jù)結(jié)合化學(xué)方程式分析計算,第二組誤差較大舍去,利用第一組和第三組實驗數(shù)據(jù)計算得到鹽酸反應(yīng)的臨界濃度=
(0.225+0.223)
22.4L/mol
0.010L
=0.4mol/L;
故答案為:二,0.4mol/L;
(5)濃鹽酸揮發(fā)損耗氯化氫,實驗測得臨界濃度會偏低;
故答案為:偏低;
(6)分析流程和實驗過程分析可知,分離過程中得到溶液和固體,實驗操作a是過濾操作;
故答案為:過濾;
(7)濃鹽酸隨反應(yīng)進行變化為稀鹽酸不再和二氧化錳反應(yīng),加入碳酸氫鈉和剩余氯化氫反應(yīng)生成二氧化碳氣體,反應(yīng)的離子方程式為:HCO3-+H+=CO2↑+H2O;
故答案為:HCO3-+H+=CO2↑+H2O;
(8)依據(jù)流程生成的碳酸鈣沉淀質(zhì)量換算物質(zhì)的量=
2.9g
100g/mol
=0.029mol,結(jié)合碳元素守恒計算剩余氯化氫物質(zhì)的量為0.029mol,得到鹽酸臨界濃度=
0.029mol
0.005L
=0.58mol/L;
故答案為:0.58mol/L;
點評:本題考查了實驗室制備氯氣裝置分析判斷,反應(yīng)過程分析和計算是解題關(guān)鍵,題目難度中等.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

實驗室常用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)來制取少量的氯氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:MnO2+4HCl(濃)
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O.
(1)寫出該反應(yīng)的離子方程式
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O

(2)在反應(yīng)中MnO2發(fā)生
還原
還原
(填“氧化”或“還原”)反應(yīng),Cl2
氧化
氧化
(同上)產(chǎn)物.
(3)當0.1mol MnO2參加反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為
0.2NA
0.2NA
,被氧化的HCl為
0.2
0.2
 mol.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

實驗室常用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)來制取少量的氯氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:MnO2+4HCl(濃)
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(1)如果上述反應(yīng)使用的是質(zhì)量分數(shù)為36.5%,密度為1.18g.cm-3的濃鹽酸,則該鹽酸的物質(zhì)的量濃度是多少?(要求小數(shù)點后保留一位數(shù)字)
(2)如果反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣在標準狀況下的體積為11.2L,請計算參加反應(yīng)的HCl的物質(zhì)的量,以及反應(yīng)中被氧化的HCl的物質(zhì)的量.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

實驗室常用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)來制取少量的氯氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:
MnO2+4HCl
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(1)該反應(yīng)屬于氧化還原嗎?如果是,指出其中的氧化劑和還原劑;如果不是,說明理由.
(2)密度為1.19g?cm-3、溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為36.5%的濃鹽酸200mL,跟足量二氧化錳發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生的氯氣在標準狀況下的體積為11.2L.計算參加反應(yīng)的濃鹽酸的體積以及反應(yīng)中被氧化的HCl的物質(zhì)的量.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

實驗室常用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)來制取氯氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃)
.
.
MnCl2+Cl2↑+2H2O
.現(xiàn)用密度為1.19g/cm3、質(zhì)量分數(shù)為36.5%的濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng),生成的氯氣在標準狀況下的體積為5.6L.計算:
(1)濃鹽酸中HCl的物質(zhì)的量濃度.
(2)被氧化的HCl的物質(zhì)的量.

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