Question

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

H

；

G

接

F

．
（2）裝置中，飽和食鹽水的作用是

除去氯氣中的HCl雜質(zhì)

；NaOH溶液的作用是

吸收過量的氯氣

．
（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

試紙變藍

，反應(yīng)方程式

2KI+Cl₂═2KCl+I₂

．
（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（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂+2H₂O

②NaOH溶液中發(fā)生的反應(yīng)：

2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O

（5）KMnO₄的氧化性比MnO₂強得多，實驗室也可以用KMnO₄固體和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，反應(yīng)方程式如下：
2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O．
①標出該反應(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

1：5

；
③當有0.2mole-轉(zhuǎn)移時被氧化的HCl的質(zhì)量是

7.3g

；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

，
④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；氯氣有毒用氫氧化鈉溶液吸收；
（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依據(jù)元素化合價變化升降數(shù)值，結(jié)合氧化還原反應(yīng)的雙線橋標出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目；
②依據(jù)氧化還原反應(yīng)中元素化合價變化判斷氧化劑和還原劑，計算氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比；
③依據(jù)化學(xué)方程式分析元素化合價變化，轉(zhuǎn)移10mol電子氧化HCl10mol分析計算；16molHCl中氯元素化合價變化的做還原劑被氧化，化合價不變的氯化氫做酸未被氧化；
④濃鹽酸易揮發(fā)出氯化氫混在氯氣中，裝置中的氯氣不能被全部趕出，導(dǎo)致收集氣體減少；

解答：（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-H，G-F；
故答案為：ECDABHGF；
（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；
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；吸收過量的氯氣；
（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)碘遇淀粉變藍，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KI+Cl₂=2KCl+I₂；
故答案為：試紙變藍，2KI+Cl₂=2KCl+I₂ ；
（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

△   .

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）①依據(jù)元素化合價變化升降數(shù)值，結(jié)合氧化還原反應(yīng)的雙線橋標出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目；錳元素化合價從+7價降低到+2價；氯元素化合價從-1價升高為0價；雙線橋表示為：；
故答案為：
②2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，化學(xué)腐蝕分析可知，氧化劑高錳酸鉀2mol，氧化還原劑HCl10mol，則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，當有0.2mole^-轉(zhuǎn)移時被氧化的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變化的被氧化，元素化合價不變的未被氧化，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20ml 12mol?L^-1的濃鹽酸溶液中含有0.24mol，與足量KMnO₄充分反應(yīng)理論上生成氯氣物質(zhì)的量0.075mol，標準狀況下體積=0.075mol×22.4L/mol=1.68L；反應(yīng)過程中濃鹽酸易揮發(fā)出氯化氫混在氯氣中，裝置中的氯氣不能被全部趕出，導(dǎo)致收集氣體減少，所以實際收集到的氯氣體積在標準狀況下小于1.68L；
故答案為：D；

點評：本題考查實驗室制備干燥純凈的氯氣的實驗步驟和試劑選擇，氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的標注和計算，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．