Question

氯气在生产生活中应用广泛．
实验室可用MnO₂与浓盐酸反应制取，反应原理如下：
MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
（1）若制得标准状况下11.2L Cl₂，则被氧化的HCl为

 

mol．
（2）多余的氯气可用NaOH溶液吸收，反应的离子方程式为

 

．工业上也可用MnSO₄溶液吸收氯气，获得Mn₂O₃，Mn₂O₃广泛应用于电子工业、印染工业等领域．请写出该化学反应的化学方程式

 

．
（3）海底蕴藏着丰富的锰结核矿，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广泛可制备纯净的MnO₂，其制备过程如图所示：

①步骤I中，试剂甲必须具有的性质是

 

（填序号）．
a．氧化性b．还原性c．酸性
②步骤Ⅲ中，以NaClO₃为氧化剂，当生成0.050mol MnO₂时，消耗0.10mol?L^-1 的NaClO₃溶液200mL，该反应的离子方程式为

 

．
（4）用100mL 12.0mol?L^-1的浓盐酸与足量MnO₂混合后，加热，反应产生的氯气物质的量远远少于0.30mol，请你分析可能的原因为

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,氯气的化学性质,海水资源及其综合利用

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：（1）Cl元素化合价升高，被氧化，结合氯气的体积和方程式计算；
（2）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和次氯酸钠；MnSO₄溶液吸收氯气，获得Mn₂O₃，还生成硫酸和盐酸，以此书写反应方程式；
（3）①步骤I中，Mn元素的化合价由+4价降低为+2价；
②步骤Ⅲ中，以NaClO₃为氧化剂，当生成0.050mol MnO₂时，消耗0.10mol?L^-1 的NaClO₃溶液200mL，利用电子守恒确定还原产物，以此书写离子反应；
（4）稀盐酸与二氧化锰不反应．

解答： 解：（1）n（Cl₂）=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，由方程式可知被氧化的HCl的物质的量为1mol，故答案为：1；
（2）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子反应方程式为：Cl₂+2OH^?=Cl^-+ClO^-+H₂O，
业上可用MnSO₄溶液吸收氯气，获得Mn₂O₃，还生成硫酸和盐酸，该反应为2MnSO₄+Cl₂+3H₂O═Mn₂O₃+2H₂SO₄+2HCl，
故答案为：Cl₂+2OH^?=Cl^-+ClO^-+H₂O；2MnSO₄+Cl₂+3H₂O═Mn₂O₃+2H₂SO₄+2HCl；
（3）①步骤I中，Mn元素的化合价由+4价降低为+2价，则试剂甲应具有还原性，故答案为：b；
②步骤Ⅲ中，以NaClO₃为氧化剂，当生成0.050mol MnO₂时，消耗0.10mol?L^-1 的NaClO₃溶液200mL，设还原产物中Cl的化合价为x，
则由电子守恒可知，0.05mol×（4-2）=0.1mol/L×0.2L×（5-x），解得x=0，即生成氯气，则离子反应为2ClO₃^-+5Mn²⁺+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺，
故答案为：2ClO₃^-+5Mn²⁺+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺．
（4）用100mL12.0mol?L^-1的浓盐酸与足量MnO₂混合后，加热，随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐降低，还原性逐渐减弱，则生成的氯气的物质的量小于0.30mol，
故答案为：随着反应的进行，盐酸浓度减小，反应终止．

点评：本题以氯气及其化合物的性质考查氧化还原反应，明确信息及流流程中Mn元素的化合价变化、电子守恒即可解答，题目难度中等．