Question

19．用濃鹽酸和二氧化錳制氯氣的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：

（1）下列氣體實(shí)驗(yàn)室制備時(shí)，可以用相同發(fā)生裝置的是C
A．O₂       B．H₂   C．HCl     D．CO₂
（2）制得的氯氣中還含有氯化氫雜質(zhì)，可通過(guò)裝有飽和食鹽水的洗氣瓶除去．
（3）工業(yè)上將氯氣通入石灰乳[Ca（OH）₂]制取漂白粉，化學(xué)反應(yīng)方程式為2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，漂白粉在空氣中很容易變質(zhì)，請(qǐng)寫出漂白粉在空氣中變質(zhì)的反應(yīng)方程式CO₂+H₂O+Ca（ClO）₂=CaCO₃↓+2HClO，2HClO $\frac{\underline{\;光照\(chéng);}}{\;}$2HCl↑+O₂↑，．據(jù)報(bào)道，日常生活中，將潔廁液（主要成分是HCl）與84消毒液（主要成分是次氯酸鈉）混合使用會(huì)發(fā)生中毒的事故，生成有毒的氯氣．寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式NaClO+2HCl=NaCl+Cl₂↑+H₂O．
（4）二氧化錳和高錳酸鉀都是強(qiáng)氧化劑，均可將濃鹽酸氧化為氯氣．用濃鹽酸和高錳酸鉀制氯氣的反應(yīng)方程式如下：KMnO₄+HCl→KCl+MnCl₂+Cl₂+H₂O
①配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式．
②用“單線橋”在上述程式上標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．
該反應(yīng)中Cl元素被氧化，方程式中起酸性作用的HCl是6mol．當(dāng)有1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，可生成氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）11.2升．
（5）（如圖）有人做了一個(gè)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)．?dāng)D壓軟塑料瓶，向裝有固體B的錐形瓶中加入溶液A，同時(shí)往燃燒管中通入氣體C并點(diǎn)燃，可以看到明顯的燃燒現(xiàn)象（金屬網(wǎng)用以防止氣體混合爆炸）．
用此裝置模擬工業(yè)合成鹽酸．則相應(yīng)試劑選擇正確的是d（選填序號(hào)）．

	溶液A	固體B	氣體C
a	稀硫酸	Zn	Cl2
b	濃鹽酸	MnO2	H2
c	稀硝酸	Fe	Cl2
d	濃鹽酸	KMnO4	H2

管口可觀察到的現(xiàn)象是蒼白色火焰，管口上方有白霧．

Answer 1

分析 （1）該發(fā)生裝置為：固體+液態(tài)$\stackrel{△}{→}$氣體；
（2）利用飽和食鹽水除去HCl，可以降低氯氣溶解度；
（3）氯氣與氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣與水；次氯酸鈣與空氣中二氧化碳、水反應(yīng)生成碳酸鈣、HClO，HClO在光照條件下分解為HCl與氧氣；由題意可知，HCl與次氯酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、氯氣與水；
（4）①反應(yīng)中錳元素全部被還原，錳元素化合價(jià)由+7價(jià)降低為+2價(jià)，總共降低5價(jià)，氯元素化合價(jià)由HCl中的-1升高為氯氣中的0價(jià)，總共升高2價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為10，高錳酸鉀系數(shù)為2，氯氣系數(shù)為5，再根據(jù)原子守恒配平；
②反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為10，單線橋表示電子轉(zhuǎn)移時(shí)，在反應(yīng)物中由化合價(jià)升高的元素指向化合價(jià)降低的元素，并注明電子數(shù)目；
元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，起酸性作用的HCl生成KCl、MnCl₂，其還原劑作用的HCl生成氯氣，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算生成氯氣體積；
（5）用此裝置模擬工業(yè)合成鹽酸，則在燃燒管口處是氫氣與氯氣反應(yīng)生成HCl，通入氣體C為氫氣、錐形瓶中生成的氣體為氯氣，且制備氯氣的反應(yīng)不需要加熱．

解答 解：（1）該發(fā)生裝置為：固體與液態(tài)加熱制備氣體，與實(shí)驗(yàn)室制備HCl裝置相同，
故選：C；
（2）飽和食鹽水除去HCl，可以降低氯氣溶解度，
故答案為：飽和食鹽水；
（3）氯氣與氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣與水，反應(yīng)方程式為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；
次氯酸鈣與空氣中二氧化碳、水反應(yīng)生成碳酸鈣、HClO，HClO在光照條件下分解為HCl與氧氣，有關(guān)反應(yīng)方程式為：CO₂+H₂O+Ca（ClO）₂=CaCO₃↓+2HClO，2HClO $\frac{\underline{\;光照\(chéng);}}{\;}$2HCl↑+O₂↑，漂白粉失效，
由題意可知，HCl與次氯酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、氯氣與水，反應(yīng)方程式為：NaClO+2HCl=NaCl+Cl₂↑+H₂O，
故答案為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；CO₂+H₂O+Ca（ClO）₂=CaCO₃↓+2HClO，2HClO $\frac{\underline{\;光照\(chéng);}}{\;}$2HCl↑+O₂↑；NaClO+2HCl=NaCl+Cl₂↑+H₂O；
（4）①反應(yīng)中錳元素全部被還原，錳元素化合價(jià)由+7價(jià)降低為+2價(jià)，總共降低5價(jià)，氯元素化合價(jià)由HCl中的-1升高為氯氣中的0價(jià)，總共升高2價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為10，高錳酸鉀系數(shù)為2，氯氣系數(shù)為5，配平后反應(yīng)方程式為：2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂+8H₂O，
故答案為：2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂+8H₂O；
②反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為10，用單線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移為，反應(yīng)中Cl元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，起酸性作用的HCl生成KCl、MnCl₂，起酸性作用的HCl為6mol，當(dāng)有1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，生成氯氣為$\frac{1mol}{2}$=0.5mol，生成氯氣體積為0.5mol×22.4L/mol=11.2L，
故答案為：；Cl；6；11.2；
（5）用此裝置模擬工業(yè)合成鹽酸，則在燃燒管口處是氫氣與氯氣反應(yīng)生成HCl，通入氣體C具有可燃性，則C為氫氣、錐形瓶中生成的氣體為氯氣，且制備氯氣的反應(yīng)不需要加熱，二氧化錳和濃鹽酸的反應(yīng)需加熱才能發(fā)，濃鹽酸和高錳酸鉀在不加熱的條件下可以生成氯氣，故d正確；
氫氣在純凈的氯氣中燃燒生成氯化氫，發(fā)出蒼白色的火焰，氯化氫極易溶于水，在管口上分與水蒸氣結(jié)合成鹽酸液滴，看到白霧產(chǎn)生；
故答案為：d； 蒼白色火焰，管口上方有白霧．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氯氣的制備、氧化還原反應(yīng)、實(shí)驗(yàn)原理與裝置的分析評(píng)價(jià)等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)分析能力，題目難度中等．