Question

【题目】在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验，所用仪器如下图：

（1）连接上述仪器的正确顺序（填各接口处的字母）：___________接_______；________接_________；__________接_________；_________接____________。___________

（2）装置中，饱和食盐水的作用是__________________；NaOH溶液的作用是__________________________________________。

（3）化学实验中常用_____________检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生，可观察到________________，反应方程式_______________________________。

（4）写出下列化学反应的方程式：

①气体发生装置中进行的反应：___________________________

②NaOH溶液中发生的反应：___________________________

（5）KMnO4的氧化性比MnO2强得多，实验室也可以用KMnO4固体和浓盐酸反应制取氯气，反应方程式如下：2KMnO4＋16HCl(浓)→2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。

①标出该反应电子转移的方向和数目_________________

②氧化剂和还原剂的物质的量之比为_____________________；

③当有0.2mole－转移时被氧化的HCl的质量是____________；该反应中被氧化和未被氧化的盐酸的物质的量之比是__________，

④如果将20mL12mol/L的浓盐酸与足量KMnO4充分反应，实际能收集到的氯气在标准状况下的体积将_____________。

A．≥1.68L B.> 1.68L C．≤1.68L D．<1.68L

Answer 1

【答案】ECDABHGF 除去氯气中的杂质 吸收过量的氯气 湿润的淀粉碘化钾试纸 试纸变蓝 2KI＋Cl2=2KCl＋I2 MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O （或） 1∶5 7.3g 5:3 D

【解析】

(1)在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气，需要发生装置生成氯气，用饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气，导气管长进短处收集氯气，最后用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气；

(2)饱和食盐水是用来除去氯气中的氯化氢气体，氯气有毒，据此分析解答；

(3)氯气具有氧化性，能够氧化碘离子生成单质碘；

(4)①二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气的反应；②氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；据此书写反应的方程式；

(5)①依据元素化合价的变化，结合氧化还原反应的双线桥或单线桥标出电子转移方向和数目；②依据氧化还原反应中元素化合价的变化判断氧化剂和还原剂，计算氧化剂和还原剂的物质的量之比；③结合①的分析计算；④根据方程式计算，再从浓盐酸易挥发，装置中的氯气不能被全部赶出等因素考虑判断。

(1)在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气，需要发生装置生成氯气，用饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气，然后排空气法收集氯气，导气管需要长进短出，最后用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，因此装置连接顺序是E-C，D-A，B-H，G-F，故答案为：ECDABHGF；

(2)饱和食盐水是用来除去氯气中的氯化氢气体，降低氯气的溶解度；氯气有毒，会污染空气，用氢氧化钠溶液吸收，氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，可以防止尾气污染，故答案为：除去挥发出的氯化氢气体；吸收过量的氯气；

(3)氯气具有氧化性，遇到淀粉碘化钾溶液会氧化碘离子为碘单质，碘遇淀粉变蓝，反应的化学方程式为：2KI+Cl2=2KCl+I2，故答案为：湿润的淀粉碘化钾试纸；试纸变蓝；2KI+Cl2=2KCl+I2 ；

(4)①气体发生装置中发生二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气的反应，反应的化学方程式为：MnO2+4HCl MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案为：MnO2+4HCl MnCl2+Cl2↑+2H2O；

②氯气有毒，用氢氧化钠溶液吸收，氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的化学方程式为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，故答案为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；

(5)①2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O中锰元素化合价从+7价降低到+2价；氯元素化合价从-1价升高为0价，转移10个电子，电子转移的方向和数目用双线桥可以表示为：，用单线桥可以表示为：，故答案为：(或)；

②2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，锰元素化合价从+7价降低到+2价；氯元素化合价从-1价升高为0价，氧化剂高锰酸钾为2mol，则还原剂HCl为10mol，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5，故答案为：1∶5；

③依据化学方程式可知每转移10mol电子，被氧化的HCl为10mol，当有0.2mole-转移时被氧化的HCl的物质的量为0.2mol，质量=0.2mol×36.5g/mol=7.3g；反应中氯化氢中元素化合价变化的被氧化，元素化合价不变的未被氧化，所以该反应中被氧化和未被氧化的盐酸的物质的量之比=10∶6=5∶3，故答案为：7.3g；5∶3；

④将20mL12molL-1的浓盐酸溶液中含有0.24mol HCl，与足量KMnO4充分反应理论上生成氯气的物质的量0.24mol×=0.075mol，标准状况下体积=0.075mol×22.4L/mol=1.68L；反应过程中浓盐酸易挥发，不能完全反应，装置中的氯气不能被全部赶出等因素，导致收集的气体减少，所以实际收集到的氯气体积标准状况下小于1.68L，故答案为：D。