Question

20．請依據下列信息回答有關問題：
Cl₂是一種黃綠色、具有刺激性氣味、有毒的氣體，其密度比空氣的密度大．能與氫氧化鈉溶液反應，生成氯化鈉、次氯酸鈉（NaClO）和水．Cl₂可用于漂白紙張、布匹以及消毒飲用水等．在實驗室里常用下述反應制取氯氣：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑

（1）寫出氯氣與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；生成物中氯元素的化合價分別為-1、+1．
（2）實驗室選擇氣體發(fā)生裝置應考慮的因素有哪些？反應物的狀態(tài)和反應的條件
（3）如圖，在實驗室里制取氯氣應選擇的發(fā)生裝置是C（填字母）；收集氯氣選用D裝置，請推測其中氫氧化鈉溶液的作用是吸收多余的氯氣．
（4）如圖，若選用B、E組合在實驗室可制取氣體，反應方程式為氧氣；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（5）12.5g大理石與稀鹽酸完全反應后，可生成二氧化碳氣體4.4g，請計算大理石中雜質的質量分數．

Answer 1

分析 （1）根據氯氣與氫氧化鈉溶液反應原理書寫方程式，并依據化合物中正負化合價總和為0的原則解答；
（2）根據實驗室制取氣體的一般思路：選擇發(fā)生裝置時要考慮反應物的狀態(tài)和反應條件進行回答；
（3）根據反應物的狀態(tài)和反應條件選擇制取氯氣的發(fā)生裝置，氯氣有毒，所以要進行尾氣處理，并依據氯氣可與氫氧化鈉溶液反應分析解答；
（4）B、E組合在實驗室可制取用固體和液體不需加熱制取、且不易溶于水的氣體，再根據反應原理書寫方程式；
（5）根據大理石與稀鹽酸反應方程式，依據二氧化碳氣體的質量計算碳酸鈣的質量，并進而求出大理石中雜質的質量分數．

解答 解：（1）氯氣能與氫氧化鈉溶液反應，生成氯化鈉、次氯酸鈉（NaClO）和水，方程式是Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，氯化鈉中鈉元素顯+1價，所以氯元素顯-1價，次氯酸鈉中鈉元素顯+1價，氧元素顯-2價，所以氯元素顯+1價；
（2）此題考查實驗室制取氣體的思路，選擇發(fā)生裝置時要考慮反應物的狀態(tài)和反應條件；
（3）根據（2）中分析選擇發(fā)生裝置要考慮反應物的狀態(tài)和反應條件，因實驗室制取氯氣是用加熱二氧化錳和濃鹽酸的方法，即反應物為固體和液體，反應的條件為加熱，所以應選C裝置，由于氯氣有毒，并能與氫氧化鈉反應，故可用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣；
故答案為：C；吸收多余的氯氣；
（4）B、E組合在實驗室可制取用固體和液體不需加熱制取、且不易溶于水的氣體，實驗室用雙氧水制取氧氣及用鋅與稀硫酸反應制取氫氣符合條件，氫氣和氧氣都不溶于水，雙氧水和二氧化錳混合生成水和氧氣，方程式是 2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，鋅與稀硫酸反應生成硫酸鋅，方程式是Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
故答案為：氧氣；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；（或氫氣；Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑）
（5）設CaCO₃ 的質量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑   
100                                      44
x                                          4.4g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{4.4g}$
x=10g                            
大理石中雜質的質量分數為=$\frac{12.5g-10g}{12.5g}$×100%=20%
答案：
（1）Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；-1、+1
（2）反應物的狀態(tài)和反應的條件．
（3）C；吸收多余的氯氣；
（4）氧氣；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；（或氫氣；Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑）
（5）大理石中雜質的質量分數為20%．

點評 本題考查知識綜合而全面，既考查了實驗室制取氣體的思路及理解應用，又考查了實驗室制取氣體的反應方程式和方程式計算等內容，能很好的考查學生應用知識解決問題 的能力．