内容正文:
考向14 物质制备探究
【2021广东卷】含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是
)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取
的化学方程式为_______。
(2)实验室制取干燥
时,净化与收集
所需装置的接口连接顺序为_______。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中_______已分解。检验此久置氯水中
存在的操作及现象是_______。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对
溶解度的影响。
②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时,
。
③提出猜想。
猜想a:较高温度的
饱和溶液的电导率较大。
猜想b:
在水中的溶解度
。
④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的
饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表中实验1~3,记录数据。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
1
Ⅰ:25℃的
饱和溶液
25
2
Ⅱ:35℃的
饱和溶液
35
3
Ⅲ:45℃的
饱和溶液
45
⑤数据分析、交流讨论。25℃的
饱和溶液中,
_______
。
实验结果为
。小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想
成立,但不足以证明猜想
成立。结合②中信息,猜想
不足以成立的理由有_______。
⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想
,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
4
Ⅰ
_______
5
_______
_______
⑦实验总结。根据实验1~5的结果,并结合②中信息,小组同学认为猜想
也成立。猜想
成立的判断依据是_______。
【答案】MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O c-d-b-a-e HClO 向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C
、HC
等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl- 1.34
10-5 测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度 45℃ II 45℃ A3>B2>B1
【详解】
(1)实验室通常采用浓盐酸和MnO2制取
,化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)根据化学方程式可知,制取的氯气中混有氯化氢、水蒸气,氯气有毒,必须进行尾气处理,因此使用饱和食盐水吸收氯化氢气体,浓硫酸除去水蒸气,最后用NaOH溶液吸收尾气,因此接口连接顺序为c-d-b-a-e,故答案为:c-d-b-a-e;
(3)久置后不能使品红溶液褪色,说明HClO已分解;检验
的方法为向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C
、HC
等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-,故答案为:HClO;向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C
、HC
等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-;
(4)⑤25℃时,
,根据沉淀溶解平衡可知,饱和的
溶液中
,所以有
=
=1.34
10-5
;
实验1~3中,不同的饱和溶液浓度不同且测试温度不同,根据资料显示离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大,所以根据实验1~3无法判断温度较高的饱和溶液离子浓度大,进而不能得出溶解度关系,故答案为:1.34
10-5;测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度;
⑥如果要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化情况,可以设计不相同温度下的饱和溶液在相同温度下测试,如果温度较高下的饱和溶液电导率比温度较低的饱和溶液电导率高,则可以得出温度升高饱和溶液中离子浓度高。所以可以设计试样Ⅰ在45℃下测试与实验3比较;设计试样II在45℃下测试与实验3比较。故答案为:45℃;II;45℃;
⑦猜想
成立的判断依据是A3>B2>B1,故答案为:A3>B2>B1。
1、化学实验方案的设计:
(1)化学实验方案设计的基本思路。
根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器,设计合理的装置,并且从几种方案中分析选择出最佳方案。
(2)实验方案设计的基本原则。
a.基本原则:科学性实验原理。b.实验流程:科学合理。c.安全性:保护人身、仪