Question

【题目】下图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是常见的气体发生装置；Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ是气体收集装置，根据要求回答下列问题：

(1)若用MnO2与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生装置_____，用方程式表示制取氯气的反应原理是______。

(2)若用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，试完成并配平下列离子方程式：

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

(3)若选用Ⅳ为氯气的收集装置，应该在试管口放置一团棉花，该棉花团应用________溶液浸湿，其作用是____________。

(4)若选用Ⅴ为氯气收集装置，则氯气应从__________口通入。用化学方法检验氯气收集满了的方法是_______。

(5)科学家经研究发现NaClO2可用于制取自来水消毒剂ClO2。在一定条件下，将Cl2通入填充有固体NaClO2的反应柱内二者反应可制得ClO2。还原产物为_____，当消耗标准状况下1.12L Cl2 时，制得ClO2_____g。

Answer 1

【答案】Ⅰ MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 2 10 16 2 5 8H2O 氢氧化钠 防止氯气逸出污染空气 A 将湿润的淀粉KI试纸放在B口处，试纸变蓝色，证明氯气已集满 NaCl 6.75

【解析】

（1）根据反应物的状态及反应条件确定反应装置；二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水，注意二氧化锰和浓盐酸反应但不与稀盐酸反应；

（2）分析反应中元素化合价变化，依据氧化还原反应得失电子守恒、原子个数守恒配平方程式；

（3）氯气有毒，直接排放能够引起空气污染，氯气能够与碱反应可以用氢氧化钠溶液吸收；

（4）氯气密度大于空气密度，应选择向上排气法收集，氯气具有氧化性能氧化碘离子生成单质碘；

（5）得到电子的元素生成的物质是还原产物，根据元素的化合价变化计算。

（1）二氧化锰和浓盐酸的反应是固液混合加热型，所以选择Ⅰ装置；在加热条件下，二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水，反应的方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

（2）高锰酸钾与浓盐酸不需要加热即可制备氯气，反应中KMnO4→MnCl2，Mn元素化合价由+7降低为+2，共降低5价，HCl（浓）→Cl2，Cl元素化合价由-1价升高为0价，共升高为2价，化合价升降最小公倍数为10，故KMnO4的系数为2，Cl2的系数为5，再根据原子守恒配平其它物质的系数，配平后的方程式为2MnO4-+16H++10Cl-＝2Mn2++5Cl2↑+8H2O；

（3）氯气有毒，直接排放能够引起空气污染，氯气能够与碱反应可以用氢氧化钠溶液吸收，所以若选用Ⅳ为氯气的收集装置，应该在试管口放置一团棉花，该棉花团应用氢氧化钠溶液浸湿，其作用是吸收过量氯气，防止空气污染；

（4）氯气密度大于空气密度，应选择向上排气法收集，若选用Ⅴ为氯气收集装置，应长进短出，即从A口入；氯气具有氧化性能氧化碘离子生成单质碘，碘遇到淀粉变蓝，所以可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，即将湿润的淀粉KI试纸放在B口处，试纸变蓝色，证明氯气已集满；

（5）反应物氯气中氯元素化合价从0价降低到－1价，得到1个电子，氯气是氧化剂，所以还原产物是NaCl。NaClO2中氯元素化合价从+3价升高到+4价，失去1个电子，因此当消耗标准状况下1.12L Cl2即0.05mol时，根据电子得失守恒可知可制得ClO2的质量是0.05mol×2×67.5g/mol＝6.75g。