Question

【題目】某化學興趣小組的同學利用下圖所示實驗裝置進行實驗(圖中a、b、c表示止水夾)。

(1)利用B裝置可制備的氣體有________________(寫出一種即可)。

(2)若裝置A、C、E相連后用于制取Cl2，寫出A中發生的離子方程式_____________。 若要收集到純凈干燥的氯氣，需要在裝置A、C之間增加兩個裝有____________和_______的洗氣瓶(填寫試劑的名稱)。

(3)若裝置A、C、E相連后用于制取SO2，尾氣吸收時容易發生倒吸現象，改進措施為__________________________。

(4)若裝置B、D、E相連后可制得NO2并進行有關實驗。欲用D裝置驗證NO2與水的反應，其操作步驟為：先關閉止水夾____________，再打開止水夾_____________，微熱試管丁使燒杯中的水進入丁中，充分反應后，若向試管中通入一定量的氧氣至試管內完全充滿液體，則所得溶液中溶質的物質的量濃度是__________________ mol/L(氣體按標準狀況計算)。

Answer 1

【答案】H2、CO2、NO、NO2等(合理答案皆可) MnO2+4H+ +2Cl- Mn2++Cl2↑ +2H2O 飽和食鹽水 濃硫酸 液面上倒扣一個漏斗 a、b c 0.045

【解析】

(1)B裝置為塊狀不溶于水的固體和液體反應不加熱制取氣體的裝置；

(2)實驗室用MnO2與濃鹽酸混合加熱制取氯氣，Cl2密度大用向上排空氣方法收集；氯氣是有毒氣體，要進行尾氣處理；濃鹽酸有揮發性，制取的氯氣中含有雜質HCl、水蒸氣，要在A、C間增加除HCl、除水蒸氣的裝置；

(3)SO2易溶于NaOH溶液，為防止倒吸現象的發生，可在導氣管末端安裝一個倒扣的漏斗；

(4)濃硝酸具有強氧化性，與銅反應生成二氧化氮氣體；Cu片與濃硝酸反應制取NO2氣體，根據NO2容易溶于水分析，結合反應4NO2+O2+2H2O=4HNO3計算所得硝酸溶液的物質的量濃度。

(1)B裝置為塊狀不溶于水的固體和液體反應制取氣體的裝置，反應不需要加熱，中學化學中常見的有：H2、CO2、NO、NO2、H2S等；

(2)在裝置A中濃鹽酸與MnO2混合加熱制取Cl2，反應方程式為：MnO2+4H+ +2Cl- Mn2++Cl2↑ +2H2O；實驗室制得的氯氣中有雜質氣體HCl和水蒸氣，若要收集到純凈干燥的氯氣，需要在裝置A、C之間增加兩個裝置，一個裝置盛有飽和食鹽水，用來除去HCl雜質，另一個裝置盛有濃硫酸用來除去水蒸氣，干燥Cl2；

(3)若裝置A、C、E相連后用于制取SO2，A制取SO2，C收集SO2，由于SO2是有毒氣體，用裝置E進行尾氣處理，為防止尾氣吸收時發生倒吸現象，改進措施是在導氣管末端安裝一個倒扣漏斗，使漏斗邊沿在液面上或連接一個干燥管；

(4)若裝置B、D、E相連后可制得NO2并進行有關實驗。B中Cu與濃硝酸反應制取NO2，D收集NO2，E是尾氣處理裝置，欲用D裝置驗證NO2與水的反應，其操作步驟為：先關閉止水夾a、b，再打開止水夾c，微熱試管丁，使燒杯中的水進入丁中。充分反應后，若向試管中通入一定量的氧氣，發生反應：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，至試管內完全充滿液體。假設試管的容積為VL，則試管中盛有NO2氣體在標準狀況下的體積也就是VL，n(NO2)=，根據N元素守恒，可得n(HNO3)=n(NO2)=，溶液的體積為VL，則所得溶液中溶質HNO3的物質的量濃度是c(HNO3)= 0.045mol/L。