Question

3．實(shí)驗(yàn)室里用二氧化錳和濃鹽酸加熱制取氯氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，也可利用反應(yīng)2KMn₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O制取并收集純凈、干燥的氯氣，部分裝置如圖所示．

（1）若以KMnO₄和濃鹽酸為原料制取氯氣，請(qǐng)根據(jù)反應(yīng)原理從下圖中選擇合適的制氣裝置b（填代號(hào)）．

（2）裝置B的作用是除去氯氣中的氯化氫．
（3）E中的試劑可選用A（填序號(hào)）．
A．NaOH溶液   B、NaCl溶液   C、濃H₂SO₄  D、水
（4）某學(xué)生通過下列兩種方式制取氯氣：
①用8.7g MnO₂與足量濃鹽酸反應(yīng)制取Cl₂；
②用含14.6g HCl的濃鹽酸與足量MnO₂反應(yīng)制取Cl₂．
這兩種方式產(chǎn)生Cl₂的量的關(guān)系是A．
A．①多    B．②多    C．①②一樣多．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)室里用二氧化錳和濃鹽酸加熱制取氯氣，二者加熱生成氯化錳、氯氣和水；
（1）依據(jù)方程式2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O確定反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件，據(jù)此選擇發(fā)生裝置；
（2）濃鹽酸具有揮發(fā)性，制備的氯氣中含有氯化氫，依據(jù)氯化氫、氯氣在飽和食鹽水溶解性不同選擇除去氯化氫試劑；
（3）氯氣有毒能夠引起空氣污染，不能直接排放，應(yīng)進(jìn)行尾氣處理，E中試劑應(yīng)能夠與氯氣反應(yīng)吸收氯氣；
（4）根據(jù)MnO₂與濃HCl反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃HCl變稀，稀鹽酸不能與MnO₂反應(yīng)，MnO₂足量時(shí)，不能準(zhǔn)確計(jì)算出氯氣的量，濃鹽酸足量時(shí)，能根據(jù)MnO₂的質(zhì)量計(jì)算出氯氣的量．

解答 解：二氧化錳和濃鹽酸加熱生成氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)的方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（1）依據(jù)方程式2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，反應(yīng)物狀態(tài)為固體與液體，反應(yīng)條件為不加熱，所以應(yīng)選擇裝置b做發(fā)生裝置；
故答案為：b；
（2）濃鹽酸具有揮發(fā)性，制備的氯氣中含有氯化氫，氯化氫易溶于水，氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大，所以可以選擇盛有飽和食鹽水的B裝置除去氯氣中的氯化氫；
故答案為：除去氯氣中的氯化氫；
（3）氯氣有毒能夠引起空氣污染，不能直接排放，應(yīng)進(jìn)行尾氣處理，E作用為吸收過量的氯氣，
濃硫酸不與氯氣反應(yīng)，不能吸收氯氣，氯氣在水中、氯化鈉溶液中溶解度不大，所以不能用來吸收氯氣，氫氧化鈉溶液能與氯氣反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，可以用來吸收過量的氯氣；
故選：A；
（4）依據(jù)方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
                 87g   146g               1mol
                 8.7g   14.6g             0.1mol
若①用8.7g MnO₂與足量濃鹽酸反應(yīng)制取Cl₂，則生成氯氣的物質(zhì)的量為0.1mol；
②用含14.6g HCl的濃鹽酸與足量MnO₂反應(yīng)制取Cl₂，因?yàn)殡S著反應(yīng)進(jìn)行鹽酸濃度降低，變?yōu)橄←}酸，所以14.6g氯化氫不能完全反應(yīng)，所以生成的氯氣的物質(zhì)的量小于0.1mol；
故選：A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氯氣的制備，題目難度不大，熟悉氯氣制備原理及發(fā)生裝置選擇依據(jù)是解題關(guān)鍵，注意氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法以及濃稀鹽酸的性質(zhì)的差異性，注意稀鹽酸與二氧化錳不反應(yīng)，題目難度不大．