Question

【題目】在實(shí)驗(yàn)室中用二氧化錳跟濃鹽酸反應(yīng)制備干燥純凈的氯氣。進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)，所用儀器如下圖：

（1）連接上述儀器的正確順序（填各接口處的字母）：___________接_______；________接_________；__________接_________；_________接____________。___________

（2）裝置中，飽和食鹽水的作用是__________________；NaOH溶液的作用是__________________________________________。

（3）化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用_____________檢驗(yàn)是否有Cl2產(chǎn)生。如果有Cl2產(chǎn)生，可觀察到________________，反應(yīng)方程式_______________________________。

（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(jìn)行的反應(yīng)：___________________________

②NaOH溶液中發(fā)生的反應(yīng)：___________________________

（5）KMnO4的氧化性比MnO2強(qiáng)得多，實(shí)驗(yàn)室也可以用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標(biāo)出該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目_________________

②氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_____________________；

③當(dāng)有0.2mole－轉(zhuǎn)移時(shí)被氧化的HCl的質(zhì)量是____________；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__________，

④如果將20mL12mol/L的濃鹽酸與足量KMnO4充分反應(yīng)，實(shí)際能收集到的氯氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積將_____________。

A．≥1.68L B.> 1.68L C．≤1.68L D．<1.68L

Answer 1

【答案】ECDABHGF 除去氯氣中的雜質(zhì) 吸收過(guò)量的氯氣 濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙 試紙變藍(lán) 2KI＋Cl2=2KCl＋I2 MnO2＋4HCl(濃) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O （或） 1∶5 7.3g 5:3 D

【解析】

(1)在實(shí)驗(yàn)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(guò)濃硫酸除去水蒸氣，導(dǎo)氣管長(zhǎng)進(jìn)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(lái)除去氯氣中的氯化氫氣體，氯氣有毒，據(jù)此分析解答；

(3)氯氣具有氧化性，能夠氧化碘離子生成單質(zhì)碘；

(4)①二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣的反應(yīng)；②氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；據(jù)此書寫反應(yīng)的方程式；

(5)①依據(jù)元素化合價(jià)的變化，結(jié)合氧化還原反應(yīng)的雙線橋或單線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目；②依據(jù)氧化還原反應(yīng)中元素化合價(jià)的變化判斷氧化劑和還原劑，計(jì)算氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比；③結(jié)合①的分析計(jì)算；④根據(jù)方程式計(jì)算，再?gòu)臐恹}酸易揮發(fā)，裝置中的氯氣不能被全部趕出等因素考慮判斷。

(1)在實(shí)驗(yàn)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(guò)濃硫酸除去水蒸氣，然后排空氣法收集氯氣，導(dǎo)氣管需要長(zhǎng)進(jìn)短出，最后用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣，因此裝置連接順序是E-C，D-A，B-H，G-F，故答案為：ECDABHGF；

(2)飽和食鹽水是用來(lái)除去氯氣中的氯化氫氣體，降低氯氣的溶解度；氯氣有毒，會(huì)污染空氣，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，可以防止尾氣污染，故答案為：除去揮發(fā)出的氯化氫氣體；吸收過(guò)量的氯氣；

(3)氯氣具有氧化性，遇到淀粉碘化鉀溶液會(huì)氧化碘離子為碘單質(zhì)，碘遇淀粉變藍(lán)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KI+Cl2=2KCl+I2，故答案為：濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙；試紙變藍(lán)；2KI+Cl2=2KCl+I2 ；

(4)①氣體發(fā)生裝置中發(fā)生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 MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案為：MnO2+4HCl 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)①2KMnO4＋16HCl(濃)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O中錳元素化合價(jià)從+7價(jià)降低到+2價(jià)；氯元素化合價(jià)從-1價(jià)升高為0價(jià)，轉(zhuǎn)移10個(gè)電子，電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目用雙線橋可以表示為：，用單線橋可以表示為：，故答案為：(或)；

②2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，錳元素化合價(jià)從+7價(jià)降低到+2價(jià)；氯元素化合價(jià)從-1價(jià)升高為0價(jià)，氧化劑高錳酸鉀為2mol，則還原劑HCl為10mol，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶5，故答案為：1∶5；

③依據(jù)化學(xué)方程式可知每轉(zhuǎn)移10mol電子，被氧化的HCl為10mol，當(dāng)有0.2mole-轉(zhuǎn)移時(shí)被氧化的HCl的物質(zhì)的量為0.2mol，質(zhì)量=0.2mol×36.5g/mol=7.3g；反應(yīng)中氯化氫中元素化合價(jià)變化的被氧化，元素化合價(jià)不變的未被氧化，所以該反應(yīng)中被氧化和未被氧化的鹽酸的物質(zhì)的量之比=10∶6=5∶3，故答案為：7.3g；5∶3；

④將20mL12molL-1的濃鹽酸溶液中含有0.24mol HCl，與足量KMnO4充分反應(yīng)理論上生成氯氣的物質(zhì)的量0.24mol×=0.075mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積=0.075mol×22.4L/mol=1.68L；反應(yīng)過(guò)程中濃鹽酸易揮發(fā)，不能完全反應(yīng)，裝置中的氯氣不能被全部趕出等因素，導(dǎo)致收集的氣體減少，所以實(shí)際收集到的氯氣體積標(biāo)準(zhǔn)狀況下小于1.68L，故答案為：D。