Question

【題目】（題文）某研究小組制備氯氣并對(duì)產(chǎn)生氯氣的條件進(jìn)行探究。

（1）裝置A中用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2，利用了濃HCl的______（填“氧化性”或“還原性”）。

（2）A中產(chǎn)生的氣體不純，含有的雜質(zhì)可能是______。

（3）B用于收集Cl2，請(qǐng)完善裝置B并用箭頭標(biāo)明進(jìn)出氣體方向。____________

（4）C用于吸收多余的Cl2，C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______。

（5）該小組欲研究鹽酸的濃度對(duì)制Cl2的影響，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行如下探究。

實(shí)驗(yàn)	操作	現(xiàn)象
I	常溫下將MnO2和12 mol·L－1濃鹽酸混合	溶液呈淺棕色，略有刺激性氣味
II	將I中混合物過濾，加熱濾液	生成大量黃綠色氣體
III	加熱MnO2和4 mol·L－1稀鹽酸混合物	無明顯現(xiàn)象

①已知MnO2呈弱堿性。I中溶液呈淺棕色是由于MnO2與濃鹽酸發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)，化學(xué)方程式是________。

②II中發(fā)生了分解反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。

③III中無明顯現(xiàn)象的原因，可能是c(H+)或c(Cl－)較低，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)IV進(jìn)行探究：

將實(shí)驗(yàn)III、IV作對(duì)比，得出的結(jié)論是________；將i、ii作對(duì)比，得出的結(jié)論是_______。

Answer 1

【答案】還原性HCl 、H2O(g)Cl2 + 2OH— ====== Cl— + ClO— + H2OMnO2 + 4HClMnCl4 + 2H2OMnCl4 ====== Cl2↑ + MnCl2III中沒有明顯現(xiàn)象的原因是c(H+)、c(Cl－) 較低，需要增大到一定濃度才能被MnO2氧化MnO2氧化鹽酸的反應(yīng)中c(H+)變化的影響大于c(Cl－)

【解析】

試題（1）MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2的反應(yīng)中，氯元素化合價(jià)由-1升高為0；（2）濃鹽酸具有揮發(fā)性；（3）氯氣密度大于空氣，用向上排空氣法收集氯氣；（4）氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉和氯化鈉；（5）①I中溶液呈淺棕色是由于MnO2與濃鹽酸發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)，復(fù)分解反應(yīng)中元素化合價(jià)不變，所以MnO2與濃鹽酸反應(yīng)生成MnCl4和水；②II中MnCl4發(fā)生了分解反應(yīng)生成MnCl2和氯氣；③III、IV作對(duì)比，可以看出c(H+)或c(Cl－)增大到一定數(shù)值時(shí)都能生成氯氣；將i、ii作對(duì)比，可以看出c(H+) >7mol/L放出氯氣、c(Cl－) >10mol/L放出氯氣；

解析：（1）MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2的反應(yīng)中，氯元素化合價(jià)由-1升高為0，所以濃HCl發(fā)生氧化反應(yīng)，表現(xiàn)濃鹽酸的還原性；（2）由于濃鹽酸具有揮發(fā)性，A中產(chǎn)生的Cl2中含有的雜質(zhì)可能是HCl 、H2O(g)；（3）氯氣密度大于空氣，用向上排空氣法收集氯氣，所以裝置如圖；（4）氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉和氯化鈉，反應(yīng)的離子方程式是Cl2 + 2OH— == Cl— + ClO— + H2O；（5）①I中溶液呈淺棕色是由于MnO2與濃鹽酸發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)，復(fù)分解反應(yīng)中元素化合價(jià)不變，所以MnO2與濃鹽酸反應(yīng)生成MnCl4和水，反應(yīng)方程式是MnO2 + 4HClMnCl4 + 2H2O；②II中MnCl4發(fā)生了分解反應(yīng)生成MnCl2和氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是MnCl4 == Cl2↑ + MnCl2；③III中沒有明顯現(xiàn)象的原因是c(H+)、c(Cl－) 較低，鹽酸需要增大到一定濃度才能被MnO2氧化；將i、ii作對(duì)比，可以看出c(H+) >7mol/L放出氯氣、c(Cl－) >10mol/L放出氯氣；MnO2氧化鹽酸的反應(yīng)中c(H+)變化的影響大于c(Cl－)。