Question

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

（1）若用MnO₂與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，應(yīng)選用發(fā)生裝置Ⅰ，用化學(xué)方程式表示制取氯氣的反應(yīng)原理是MnO₂+4HC1（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnC1₂+C1₂↑+2H₂O．
（2）若用KMnO₄與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，應(yīng)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(yīng)制取的氯氣含有雜志氣體和．可以選擇Ⅴ裝置來(lái)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(yīng)該在試管口放置一團(tuán)棉花，該棉花團(tuán)應(yīng)用氫氧化鈉溶液浸濕，其作用是吸收過(guò)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(yīng)從A口通入．用化學(xué)方法檢驗(yàn)氯氣收集滿(mǎn)了的方法是濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙
（6）氯氣有毒，可選擇通過(guò)氫氧化鈉溶液來(lái)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(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件確定反應(yīng)裝置；二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，注意二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)但不與稀鹽酸反應(yīng)；
（2）高錳酸鉀與濃鹽酸不需要加熱即可制備氯氣，分析反應(yīng)中元素化合價(jià)變化，依據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒、原子個(gè)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(guò)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(yīng)可以用氫氧化鈉溶液吸收；
（5）氯氣密度大于空氣密度，應(yīng)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(yīng)可以用氫氧化鈉溶液吸收，二者反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)中KMnO₄+→MnCl₂，Mn元素化合價(jià)由+7降低為+2，共降低5價(jià)，Cl（濃）→Cl₂，Cl元素化合價(jià)由-1價(jià)升高為0價(jià)，共升高為2價(jià)，化合價(jià)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(guò)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(yīng)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(yīng)該在試管口放置一團(tuán)棉花，該棉花團(tuán)應(yīng)用氫氧化鈉溶液浸濕，其作用是吸收過(guò)量氯氣，防止空氣污染；
故答案為：氫氧化鈉溶液；吸收過(guò)量氯氣，防止空氣污染；
（5）氯氣密度大于空氣密度，應(yīng)選擇向上排氣法收集，若選用Ⅴ為氯氣收集裝置，應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)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(lán)，所以可以用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙；
故答案為：A；濕潤(rùn)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(yīng)可以用氫氧化鈉溶液吸收，二者反應(yīng)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(diǎn)評(píng) 本題考查了氯氣的實(shí)驗(yàn)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(guān)鍵，注意根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件選擇相應(yīng)的裝置．