Question

实验室常用MnO₂与浓盐酸反应制备Cl₂(反应装置如图所示)

(1)制备实验开始时，先检查装置气密性，接下来的操作依次是______(填序号)

A.往烧瓶中加入MnO₂粉末      B.加热           C.往烧瓶中加入浓盐酸

(2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止.为测定已分离出过量MnO₂后的反应残余液中盐酸的浓度，探究小组提出下列实验方案：

甲方案：与足量AgNO₃溶液反应，称量生成的AgCl质量。

乙方案：采用酸碱中和滴定法测定。

丙方案：与已知量CaCO₃(过量)反应，称量剩余的CaCO₃质量。

丁方案：与足量Zn反应，测量生成的H₂体积。

继而进行下列判断和实验：判定甲方案不可行，理由是______________。

(3)进行乙方案实验： 准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。

a.量取试样20.00 mL，用0.1000 mol·L^-1NaOH标准溶液滴定，消耗22.00mL，该次滴定测得试样中盐酸浓度为_____mol·L^-1

b.平行滴定后获得实验结果。

采用此方案还需查阅资料知道的数据是：________。 

(4)丙方案的实验发现，剩余固体中含有MnCO₃，说明碳酸钙在水中存在______，测定的结果会：______(填“偏大”、“偏小”或“准确”)

(5)进行丁方案实验：装置如图所示(夹持器具已略去)

①使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将_________转移到_____________中。

②反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积，气体体积逐次减小，直至不变。气体体积逐次减小的原因是______(排除仪器和实验操作的影响因素)。

Answer

ACB 残余清液中，n(Cl-)＞n(H+) 0.1100 Mn2+开始沉淀时的pH 沉淀溶解平衡 偏小 锌粒 残余清液 装置内气体尚未冷却至室温

【解析】

(1)依据反应物及制取气体的一般操作步骤分析解答；

(2)甲方案中二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰，氯化锰也会与硝酸银反应；

(3)依据滴定实验过程中的化学反应列式计算；

(4)部分碳酸钙沉淀转化成碳酸锰沉淀，会造成称量剩余的固体质量偏大；

(5)依据锌粒与稀盐酸反应生成氢气的反应为放热反应分析解答。

(1)实验室用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2，实验顺序一般是组装装置，检查气密性，加入固体药品，再加入液药品，最后再加热，因此检查装置气密性后，先加入固体，再加入液体浓盐酸，然后加热，则依次顺序是ACB，故答案为：ACB；

(2)二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰，氯化锰也会与硝酸银反应，即残余清液中，n(Cl-)＞n(H+)，不能测定盐酸的浓度，所以甲方案错误，故答案为：残余清液中，n(Cl-)＞n(H+)(或二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰，也会与硝酸银反应)；

(3)a、量取试样20.00mL，用0.1000mol•L-1 NaOH标准溶液滴定，消耗22.00mL，由cHClVHCl=cNaOHVNaOH可得出盐酸的浓度为=0.1100mol/L；故答案为：0.1100；

b、反应后的溶液中含有氯化锰，氯化锰能够与NaOH反应生成氢氧化锰沉淀，因此采用此方案还需查阅资料知道的数据是Mn2+开始沉淀时的pH，故答案为：Mn2+开始沉淀时的pH；  

(4)难溶性碳酸钙转化为碳酸锰说明实现了沉淀的转化，说明碳酸钙在水中存在沉淀溶解平衡；由于部分碳酸钙转化成碳酸锰沉淀，导致称量剩余的固体质量会偏大，使得盐酸的量偏少，实验结果偏小，故答案为：沉淀溶解平衡；偏小；

(5)①丁同学的方案中使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将Y形管中的锌粒慢慢转移到残余清液中反应，故答案为：锌粒；残余清液；

②金属与酸的反应为放热反应，反应完毕，气体温度较高，因此随着时间的延长，气体体积逐渐减小，当温度冷却到室温后，气体体积不再改变，故答案为：装置内气体尚未冷却至室温。