Question

6．氯氣在生產(chǎn)生活中應用廣泛．
（1）多余的氯氣可用NaOH溶液吸收，反應的離子方程式為Cl₂+2OH^?=Cl^-+ClO^-+H₂O．工業(yè)上也可用MnSO₄溶液吸收氯氣，獲得Mn₂O₃，Mn₂O₃廣泛應用于電子工業(yè)、印染工業(yè)等領域．請寫出該化學反應的離子方程式2Mn²⁺+Cl₂+3H₂O═Mn₂O₃+6H⁺+2Cl^-
（2）海底蘊藏著豐富的錳結核礦，其主要成分是MnO₂．1991年由Allen等人研究，用硫酸淋洗后使用不同的方法可制備純凈的MnO₂，其制備過程如圖所示：

①步驟I中，試劑甲必須具有的性質是B（填序號）．
A．氧化性B．還原性C．酸性
②步驟Ⅲ中，以 NaClO ₃為氧化劑，當生成0.050mol MnO₂時，消耗0.10mol•L^-1 的NaClO₃溶液200mL，該反應的離子方程式為2ClO₃^-+5Mn²⁺+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺．
（3）用100mL 12.0mol•L^-1的濃鹽酸與足量MnO₂混合后，加熱，反應產(chǎn)生的氯氣物質的量遠遠少于0.30mol，請你分析可能的原因為隨著反應的進行，鹽酸濃度減小，反應終止．

Answer 1

分析 本題考查氯氣的實驗室制備原理的分析及用NaOH溶液或MnSO₄溶液吸收尾氣，另外還探究了MnO₂的不同制法，具體是將+2價錳選用氧化劑或通過電解的方法進行氧化得到，重點考查的通過離子方程式討論反應原理；
（1）氯氣和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；用MnSO₄溶液吸收氯氣，獲得Mn₂O₃，是利用氯氣在水溶液中氧化硫酸錳為Mn₂O₃，本身被還原為氯化氫，溶液中生成硫酸，結合質量守恒、電子守恒和電荷守恒可寫出此反應的離子方程式；
（2）①步驟I中，Mn元素的化合價由+4價降低為+2價；
②步驟Ⅲ中，以NaClO₃為氧化劑，當生成0.050mol MnO₂時，消耗0.10mol•L^-1 的NaClO₃溶液200mL，利用電子守恒確定還原產(chǎn)物，以此書寫離子反應．
（3）根據(jù)稀鹽酸與二氧化錳不反應進行判斷；

解答 解：（1）氯氣和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，離子反應方程式為Cl₂+2OH^?=Cl^-+ClO^-+H₂O，MnSO₄溶液吸收氯氣，生成Mn₂O₃，氯氣被還原為Cl^-，離子方程式為 2Mn²⁺+Cl₂+3H₂O═Mn₂O₃+6H⁺+2Cl^-，
故答案為：Cl₂+2OH^?=Cl^-+ClO^-+H₂O；2Mn²⁺+Cl₂+3H₂O═Mn₂O₃+6H⁺+2Cl^-；
（2）①步驟I中，Mn元素的化合價由+4價降低為+2價，則試劑甲應具有還原性，故答案為：B；
②步驟Ⅲ中，以NaClO₃為氧化劑，當生成0.050mol MnO₂時，消耗0.10mol•L^-1 的NaClO₃溶液200mL，設還原產(chǎn)物中Cl的化合價為x，則由電子守恒可知，0.05mol×（4-2）=0.1mol/L×0.2L×（5-x），解得x=0，即生成氯氣，則離子反應為2ClO₃^-+5Mn²⁺+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺，
故答案為：2ClO₃^-+5Mn²⁺+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺；
（3）用100mL12.0mol•L^-1的濃鹽酸與足量MnO₂混合后，加熱，隨著反應的進行，鹽酸的濃度逐漸降低，還原性逐漸減弱，則生成的氯氣的物質的量小于0.30mol，故答案為：隨著反應的進行，鹽酸濃度減小，反應終止．

點評 本題以氯氣及其化合物的性質考查氧化還原反應，明確信息及流流程中Mn元素的化合價變化、電子守恒即可解答，題目難度中等．