Question

某同学为探究MnO₂与浓盐酸的反应，用如图所示的装置进行实验。

(1)B是用来收集气体的装置，但未将导管画全，请在装置图中将导管补画完整。_________

(2)制备实验开始时，先检查装置气密性，接下来的操作依次是_________(填字母）。

A．往烧瓶中加入MnO₂粉末    B．加热     C．往烧瓶中滴加浓盐酸

(3)实验中该同学取8.7g MnO₂和50mL 12mol/L浓盐酸在圆底烧瓶中共热，直到反应停止，最后发现烧瓶中还有固体剩余，该同学还检测到有一定量的盐酸剩余。

①MnO₂与浓盐酸反应的化学方程式为_________。

②为什么有一定量的盐酸剩余但未能使MnO₂完全溶解？_________。

③下列试剂中，能证明反应停止后烧瓶中有盐酸剩余的是_________(填字母）。

A．硝酸银溶液    B．碳酸钠溶液    C．氯化钠溶液

(4)为了测定反应残余液中盐酸的浓度，该同学设计了两个实验方案：

方案一：将A中产生的气体缓缓通过已称量的装有足量NaOH溶液的洗气瓶，反应停止后再次称量，两次质量差即是Cl₂的质量，据此可求剩余盐酸的量。

方案二：当MnO₂与浓盐酸的反应结束后，在装置A中加入足量的锌粉，用排水法测得产生H₂的体积为V L(已换算为标准状况下）。

①实际上方案一不合理，原因为_________。

②根据方案二，写出剩余盐酸的物质的量浓度的计算式（假设反应前后溶液的体积保持不变）_________。

Answer

ACB MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O MnO2只与浓盐酸反应，浓盐酸随反应进行会变稀 B NaOH溶液不仅吸收Cl2，还吸收挥发出的HCl和H2O

【解析】

实验室用MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2，发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，由于浓盐酸易挥发，所以需控制加热温度，否则盐酸大量挥发，不仅降低反应物的转化率，还会使Cl2中混入过多的HCl和水蒸气；由于稀盐酸与MnO2不反应，所以盐酸、MnO2都有剩余；由于Cl2的密度比空气大，所以应采用长进短出的方法收集Cl2；Cl2有毒，会污染环境，需使用尾气处理装置。

(1)由上面分析知，收集Cl2，集气瓶内导管应长进短出，装置图为；

(2)制备实验开始时，先检查装置气密性，然后往烧瓶内加MnO2固体，再往烧瓶内滴加浓盐酸，最后给烧瓶加热，故选ACB；

(3)①MnO2与浓盐酸反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

②因为稀盐酸与MnO2不反应，所以虽然有盐酸剩余，但未能使MnO2完全溶解，原因是MnO2只与浓盐酸反应，浓盐酸随反应进行会变稀；

③因为反应后溶液中含有MnCl2电离产生的Cl-，所以能证明反应停止后烧瓶中有盐酸剩余的试剂是能与盐酸电离出H+反应的试剂碳酸钠溶液，故选B；

(4)①方案一中，Cl2中混入浓盐酸挥发出的HCl和水蒸气，所以不合理，原因为NaOH溶液不仅吸收Cl2，还吸收挥发出的HCl和H2O；

②根据方案二，发生反应Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑，剩余盐酸的物质的量浓度为。