Question

【題目】下圖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是常見(jiàn)的氣體發(fā)生裝置；Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ是氣體收集裝置，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_____，用方程式表示制取氯氣的反應(yīng)原理是______。

(2)若用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，試完成并配平下列離子方程式：

____MnO42-＋____Cl－＋____H＋===____Mn2＋＋____Cl2↑＋____________。

(3)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________溶液浸濕，其作用是____________。

(4)若選用Ⅴ為氯氣收集裝置，則氯氣應(yīng)從__________口通入。用化學(xué)方法檢驗(yàn)氯氣收集滿了的方法是_______。

(5)科學(xué)家經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)NaClO2可用于制取自來(lái)水消毒劑ClO2。在一定條件下，將Cl2通入填充有固體NaClO2的反應(yīng)柱內(nèi)二者反應(yīng)可制得ClO2。還原產(chǎn)物為_____，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12L Cl2 時(shí)，制得ClO2_____g。

Answer 1

【答案】Ⅰ MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 2 10 16 2 5 8H2O 氫氧化鈉 防止氯氣逸出污染空氣 A 將濕潤(rùn)的淀粉KI試紙放在B口處，試紙變藍(lán)色，證明氯氣已集滿 NaCl 6.75

【解析】

（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）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）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；

（4）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；

（5）得到電子的元素生成的物質(zhì)是還原產(chǎn)物，根據(jù)元素的化合價(jià)變化計(jì)算。

（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，反應(yīng)的方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

（2）高錳酸鉀與濃鹽酸不需要加熱即可制備氯氣，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)，HCl（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2MnO4-+16H++10Cl-＝2Mn2++5Cl2↑+8H2O；

（3）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；

（4）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)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)，即將濕潤(rùn)的淀粉KI試紙放在B口處，試紙變藍(lán)色，證明氯氣已集滿；

（5）反應(yīng)物氯氣中氯元素化合價(jià)從0價(jià)降低到－1價(jià)，得到1個(gè)電子，氯氣是氧化劑，所以還原產(chǎn)物是NaCl。NaClO2中氯元素化合價(jià)從+3價(jià)升高到+4價(jià)，失去1個(gè)電子，因此當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12L Cl2即0.05mol時(shí)，根據(jù)電子得失守恒可知可制得ClO2的質(zhì)量是0.05mol×2×67.5g/mol＝6.75g。