Question

氢气、氯气是中学实验室常见气体，在实验室可以利用该反应2KMnO₄+16HCl(浓)→2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，制备Cl₂，并在实验室模拟工业制备盐酸，请回答下列问题：

(1)甲组同学用下列装置制取H₂和Cl₂。

①实验室常用NaCl+H₂SO₄(浓)→NaHSO₄+HCl↑反应制备HCl气体，该反应利用了浓硫酸的___性。

②用工业级锌粒(主要成分 Zn，含少量 FeS、Pb、Cu 等杂质)作原料，装置 I、Ⅱ均可以制取 H₂，但装置 I 比装置Ⅱ更好，理由__________________________；检验氯气所用的试纸是_______________。

(2)乙组同学拟用甲组的装置 I、Ⅲ及下列装置(可以重复选用)模拟工业上制取盐酸。

①乙组中氢气的部分实验装置连接是a-f-g-d……,其中装置Ⅴ的作用是_______，制取氯气并模拟合成盐酸的实验装置的合理连接顺序(用玻璃接口表示)为 c-__________。 

②装置VII中仪器 X 的名称是_________ ，合成 HCl时需控制H₂的体积略大于Cl₂的体积，其目的是 ________；装置VII末端接抽气水泵的目的是___________。

(3)设计实验证明HCl极易溶于水且水溶液呈酸性:_____________________。

Answer

难挥发性(高沸点性) 装置Ⅰ可以实现即开即用，即关即停 淀粉-KI试纸 除氢气中的HCl及H2S等其他杂质气体 c—j—k—d—e—i 冷凝管 使氯气完全反应，防止氯气混入盐酸中 形成负压，使产生的HCl被水充分吸收 用滴有石蕊的水进行HCl的喷泉实验，形成红色喷泉，既证明HCl极易溶于水且水溶液呈酸性

【解析】

(1)I、II、III装置为常见的固液制气装置，其中I为启普发生器原理，可以通过控制止水夹让反应即开即用，即关即停。(2)利用甲组的III装置制取Cl2，再利用乙组可选用的装置除去Cl2中的杂质；利用甲组的I装置制取H2，再利用乙组可选用的装置除去H2中的杂质，将得到的纯净的Cl2和H2通入VII装置，为使其充分混合并反应，密度小的H2从h通入，密度大的Cl2从i通入，在VII装置中生成盐酸。(3) 证明HCl极易溶于水可利用喷泉实验，证明其水溶液呈酸性可用酸碱指示剂。

(1)①NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑，该反应的原理是难挥发性酸制取挥发性酸。

②装置 I为启普发生器原理，可以通过控制止水夹让反应即开即用，即关即停；氯气具有强氧化性，检验氯气所用的试纸是湿润的淀粉-KI试纸，现象是变蓝然后褪色。

(2)①由上述分析可知，利用甲组的III装置制取Cl2，再利用乙组可选用的装置除去Cl2中的杂质，先用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气，利用甲组的I装置制取H2，再利用V装置的氢氧化钠除去H2中的HCl及H2S等杂质，之后将得到的纯净的Cl2和H2通入VII装置，为使其充分混合并反应，密度小的H2从h通入，密度大的Cl2从i通入，在VII装置中生成盐酸。所以制取氯气并模拟合成盐酸的实验装置的合理连接顺序为c—j—k—d—e—i。

②由图可知，X为冷凝管；合成 HCl时需控制H2的体积略大于Cl2的体积，是为了使氯气完全反应，防止氯气混入盐酸中；抽气水泵可以形成负压，使产生的HCl被水充分吸收。

(3) 证明HCl极易溶于水可利用喷泉实验，证明其水溶液呈酸性可用酸碱指示剂，即用滴有石蕊的水进行HCl的喷泉实验，形成红色喷泉，既证明HCl极易溶于水且水溶液呈酸性。