Question

请回答下列实验室中制取气体的有关问题．
（1）如图是用KMnO₄与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置．
①装置B，C的作用分别是：B______C______．
②写出该反应的离子方程式为______．
③若实验室欲制取5瓶容积为100mL的氯气（室温下，氯气的密度为2.90g/L），理论需要KMnO₄固体的质量为______g（保留2位小数，浓盐酸过量），反应中发生转移的电子的物质的量为______mol（保留2位小数）．
（2）在实验室欲制取适量NO气体．
①如图（Ⅰ～Ⅳ）中最适合完成该实验的简易装置是______（填序号）．

②根据所选的装置完成列表（不需要的可不填）．

	应加入的物质	所起的作用
A	______	______
B	______	______
C	______	______
D	______	______

③简单描述应观察到的实验现象：______．

Answer

（1）实验室用高锰酸钾和浓盐酸反应制备氯气，发生：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，A为气体的发生装置，B为气体的收集装置，C为防倒吸装置，D为尾气处理装置；结合反应的方程式计算；
（2）实验室用稀硝酸和铜反应制备NO，用排水法收集NO气体，最简单且合理的装置为Ⅱ，反应生成无色的NO气体，溶液呈蓝色．
【解析】
（1）①生成的氯气密度比水大，可用向上排空气法收集，则B为收集装置，C为防止倒吸的装置，可起到防止D中的液体倒吸进入集气管B中，
故答案为：向上排气法收集氯气；安全作用，防止D中的液体倒吸进入集气管B中；
②实验室用高锰酸钾和浓盐酸反应制备氯气，发生：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，
故答案为：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；
③制取5瓶容积为100mL的氯气，质量为5×100×10-3L×2.90g/L=1.45g，n（Cl2）=，则m（KMnO4）=××158g/mol=1.29g，反应中发生转移的电子的物质的量为×2=0.04mol，
故答案为：1.29；0.04；
（2）①NO易与空气中氧气反应，则应用排水法收集，收集时进气管较短，则应选择Ⅱ装置，故答案为：Ⅱ；
②Ⅱ装置中A加入稀硝酸和铜，为气体发生装置，B为气体的收集装置，用排水法收集，C为接受B中排出的水的装置，
故答案为：
应加入的物质 所起的作用
A 铜屑和稀硝酸 产生NO气体
B 水 排水收集NO气体
C 接收B中排出的水
D

③稀硝酸与铜反应生成无色的NO气体，可观察到有无色小气泡生成，反应放热，反应速率逐渐加快，NO与空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮气体，与水反应生成无色的NO，生成硝酸铜为蓝色，可观察到A中的液体逐渐变为蓝色，气体NO不溶于水，可将B中的水排到C中，
故答案为：反应开始时，A中铜表面出现无色小气泡，反应速率逐渐加快：A管上部空间由无色逐渐变为浅红棕色，随反应的进行又逐渐变为无色；A中的液体由无色变为浅蓝色；B中的水面逐渐下降，B管中的水逐渐流入烧杯C中．