Question

3．如圖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ是常見的氣體制備，凈化，收集裝置，根據(jù)要求回答下列問題：

（1）若用MnO₂與濃鹽酸反應制取氯氣，應選用發(fā)生裝置Ⅰ，用化學方程式表示制取氯氣的反應原理是MnO₂+4HC1（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnC1₂+C1₂↑+2H₂O．
（2）若用KMnO₄與濃鹽酸反應制取氯氣，應選用發(fā)生裝置Ⅲ，試完成并配平下列離子方程式：2MnO${\;}_{4}^{-}$+10Cl^-+16H⁺═2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O．
（3）若選用MnO₂與濃鹽酸反應制取的氯氣含有雜志氣體和．可以選擇Ⅴ裝置來除雜，裝置中盛放的溶液依次為飽和食鹽水和濃硫酸．
（4）若選用Ⅳ為氯氣的收集裝置，應該在試管口放置一團棉花，該棉花團應用氫氧化鈉溶液浸濕，其作用是吸收過量氯氣，防止空氣污染．
（5）若選用Ⅴ為氯氣收集裝置，則氯氣應從A口通入．用化學方法檢驗氯氣收集滿了的方法是濕潤的淀粉碘化鉀試紙
（6）氯氣有毒，可選擇通過氫氧化鈉溶液來處理尾氣．發(fā)生的離子方程式為2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應物的狀態(tài)及反應條件確定反應裝置；二氧化錳和濃鹽酸反應生成氯化錳、氯氣和水，注意二氧化錳和濃鹽酸反應但不與稀鹽酸反應；
（2）高錳酸鉀與濃鹽酸不需要加熱即可制備氯氣，分析反應中元素化合價變化，依據(jù)氧化還原反應得失電子守恒、原子個數(shù)守恒配平方程式；
（3）制取的氯氣中含有氯化氫、水蒸氣雜質(zhì)，依次通過盛有飽和食鹽水、濃硫酸的洗氣瓶除去；
（4）氯氣有毒，直接排放能夠引起空氣污染，氯氣能夠與堿反應可以用氫氧化鈉溶液吸收；
（5）氯氣密度大于空氣密度，應選擇向上排氣法收集，氯氣具有氧化性能氧化碘離子生成單質(zhì)碘；
（6）氯氣有毒，直接排放能夠引起空氣污染，氯氣能夠與堿反應可以用氫氧化鈉溶液吸收，二者反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水．

解答 解：（1）二氧化錳和濃鹽酸的反應是固液混合加熱型，所以選擇Ⅰ裝置；在加熱條件下，二氧化錳和濃鹽酸反應生成氯化錳、氯氣和水，MnO₂+4HC1（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnC1₂+C1₂↑+2H₂O，
故答案為：Ⅰ；MnO₂+4HC1（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnC1₂+C1₂↑+2H₂O；
（2）高錳酸鉀與濃鹽酸不需要加熱即可制備氯氣，所以選擇裝置Ⅲ制備；反應中KMnO₄+→MnCl₂，Mn元素化合價由+7降低為+2，共降低5價，Cl（濃）→Cl₂，Cl元素化合價由-1價升高為0價，共升高為2價，化合價升降最小公倍數(shù)為10，故KMnO₄的系數(shù)為2，Cl₂的系數(shù)為5，再根據(jù)原子守恒配平其它物質(zhì)的系數(shù)，配平后的方程式為：2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，離子方程式為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，；
故答案為：Ⅲ；2，10，16，2，5，8H₂O；
（3）制取的氯氣中含有氯化氫、水蒸氣雜質(zhì)，依次通過盛有飽和食鹽水、濃硫酸的洗氣瓶除去；
故答案為：Ⅴ；飽和食鹽水；濃硫酸；
（4）氯氣有毒，直接排放能夠引起空氣污染，氯氣能夠與堿反應可以用氫氧化鈉溶液吸收，所以若選用Ⅳ為氯氣的收集裝置，應該在試管口放置一團棉花，該棉花團應用氫氧化鈉溶液浸濕，其作用是吸收過量氯氣，防止空氣污染；
故答案為：氫氧化鈉溶液；吸收過量氯氣，防止空氣污染；
（5）氯氣密度大于空氣密度，應選擇向上排氣法收集，若選用Ⅴ為氯氣收集裝置，應長進短出，即從A口入；氯氣具有氧化性能氧化碘離子生成單質(zhì)碘，碘遇到淀粉變藍，所以可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙；
故答案為：A；濕潤的淀粉碘化鉀試紙；
（6）氯氣有毒，直接排放能夠引起空氣污染，氯氣能夠與堿反應可以用氫氧化鈉溶液吸收，二者反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，離子方程式：2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O；
故答案為：氫氧化鈉；2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O．

點評 本題考查了氯氣的實驗室制備原理及裝置選擇，難度不大，熟悉氯氣制備原理及性質(zhì)是解題關鍵，注意根據(jù)反應物的狀態(tài)及反應條件選擇相應的裝置．