Question

7．在實驗室中用二氧化錳跟濃鹽酸反應(yīng)制備干燥純凈的氯氣．進行此實驗，所用儀器如圖：
（1）連接上述儀器的正確順序（填各接口處的字母）：E接C；D接A；B接G；H接F．
（2）裝置中，飽和食鹽水的作用是除去揮發(fā)出的氯化氫氣體，抑制氯氣在水中的溶解度；NaOH溶液的作用是吸收多余的氯氣．
（3）化學(xué)實驗中常用濕潤的淀粉-KI試紙檢驗是否有Cl₂產(chǎn)生．如果有Cl₂產(chǎn)生，可觀察到濕潤的淀粉-KI試紙變藍，
（4）寫出下列化學(xué)反應(yīng)的方程式：
①氣體發(fā)生裝置中進行的反應(yīng)：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
②NaOH溶液中發(fā)生的反應(yīng)：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O
（5）KMnO₄的氧化性比MnO₂強得多，實驗室可以用KMnO₄固體和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，反應(yīng)方程式如下：
2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O．
①請用“雙線橋”標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：
2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O．
②該反應(yīng)中被氧化和未被氧化的鹽酸的物質(zhì)的量之比是5：3，如果將20ml 12mol•L^-1的濃鹽酸與足量KMnO₄充分反應(yīng)，實際能收集到的氯氣在標準狀況下的體積將D．
A．≥1.68L              B．＞1.68L             C．≤1.68L              D．＜1.68L．

Answer 1

分析 （1）在實驗室中用二氧化錳跟濃鹽酸反應(yīng)制備干燥純凈的氯氣，需要發(fā)生裝置生成氯氣，用飽和食鹽水除去氯化氫，通過濃硫酸除去水蒸氣，導(dǎo)氣管長進短處收集氯氣，最后用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣；
（2）飽和食鹽水是用來除去氯氣中的氯化氫氣體，降低氯氣的溶解度；NaOH溶液用于吸收尾氣；
（3）氯氣具有氧化性遇到淀粉碘化鉀溶液會氧化碘離子為單質(zhì)碘遇淀粉變藍；
（4）①氣體發(fā)生裝置是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣的反應(yīng)；
②氯氣有毒用氫氧化鈉溶液吸收，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（5）①根據(jù)反應(yīng)中Mn元素的化合價降低、Cl元素的化合價升高來分析轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，并用雙線橋標出下列反應(yīng)方程式電子的轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目；
②鹽酸參與反應(yīng)生成氯化鉀、氯化錳時化合價不變未被氧化，生成氯氣時被氧化，根據(jù)反應(yīng)及Cl原子守恒來分析；濃鹽酸能夠被高錳酸鉀氧化，稀鹽酸與高錳酸鉀不反應(yīng)．

解答 解：（1）在實驗室中用二氧化錳跟濃鹽酸反應(yīng)制備干燥純凈的氯氣，需要發(fā)生裝置生成氯氣，用飽和食鹽水除去氯化氫，通過濃硫酸除去水蒸氣，導(dǎo)氣管長進短處收集氯氣，最后用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣，裝置連接順序是E、C、D、A、B、G、H、F；
故答案為：E、C、D、A、B、G、H、F；
（2）飽和食鹽水是用來除去氯氣中的氯化氫氣體，降低氯氣的溶解度；氯氣屬于有毒氣體，要進行尾氣處理，即用NaOH溶液吸收多余的氯氣；
故答案為：除去揮發(fā)出的氯化氫氣體，抑制氯氣在水中的溶解度；吸收多余的氯氣；
（3）氯氣具有氧化性，遇到淀粉碘化鉀溶液會氧化碘離子為單質(zhì)碘，碘單質(zhì)遇淀粉變藍；
故答案為：濕潤的淀粉-KI試紙變藍；
（4）①氣體發(fā)生裝置是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣的反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
②氯氣有毒用氫氧化鈉溶液吸收，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
故答案為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（5）①反應(yīng)2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，Mn元素的化合價由+7降低為+2，得到的電子為2×（7-2）e^-=10e^-，Cl元素的化合價由-1升高為0，失去的電子為5×2×（1-0）e^-=10e^-，雙線橋標出反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目為，
故答案為：；
②鹽酸參與反應(yīng)生成氯化鉀、氯化錳時化合價不變未被氧化，生成氯氣時被氧化，依據(jù)方程式：2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，參加反應(yīng)的16 mol HCl中有10 mol被氧化，故被氧化和未被氧化的HCl的物質(zhì)的量之比為5：3；
假設(shè)20 mL 12 mol/L的濃鹽酸完全反應(yīng)，則生成Cl₂的體積為V，則依據(jù)化學(xué)方程式得
16 HCl～～～～～～～5Cl₂
16 mol　　　 　           5×22.4 L
20×10^-3L×12 mol/L　　　 V
解得V=1.68 L，
由于濃鹽酸濃度減小到一定程度后，反應(yīng)就不能發(fā)生，故生成氣體的體積小于1.68 L，
故答案為：5：3；D．

點評 本題考查了氯氣的實驗室制備和性質(zhì)的檢驗、氧化還原反應(yīng)，熟悉氯氣的性質(zhì)和制備原理、明確元素的化合價變化及氧化還原反應(yīng)規(guī)律是解題關(guān)鍵，題目難度中等，注意雙線橋表示氧化還原反應(yīng)的注意事項．