Question

8．实验室可以用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，方程式如下：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，如图是某学生设计的试验室制备干燥Cl₂的实验装置图，根据图中的装置和有关试剂回答下列问题：
（1）该实验中还缺少一种仪器，这种仪器是酒精灯；
（2）饱和食盐水的作用是除去氯气中的氯化氢；
（3）氯气与冷的氢氧化钠溶液反应生成NaCl、NaClO和H₂O，与热的氢氧化钠溶液按照下面的反应进行：3Cl₂+6NaOH（热）-5NaCl+1NaClO₃+3H₂O，请配平上述反应方程式；
（4）8.7gMnO₂和足量的浓盐酸反应，其中被氧化的HCl的物质的量为0.2mol．

Answer 1

分析 （1）二氧化锰与浓盐酸反应需要加热，据此判断缺少仪器；
（2）浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有氯化氢、水蒸气，依次通过盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶除去杂质；
（3）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；
（4）依据方程式：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O可知消耗4mol氯化氢，被氧化的氯化氢物质的量为2mol，据此解答．

解答 解：（1）二氧化锰与浓盐酸反应需要加热，所以图中缺少仪器为酒精灯；
故答案为：酒精灯；
（2）浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有氯化氢、水蒸气，氯化氢易溶于水，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，所以可以选择饱和食盐水除去氯气中的氯化氢；
故答案为：除去氯气中的氯化氢；
（3）反应中氯气中0价的氯，部分化合价升高为氯酸钠中+5价，部分降为氯化钠中-1价，要使得失电子守恒则：氯化钠系数为5，氯酸钠系数为1，依据氯原子个数守恒氯气系数为3，依据钠原子个数守恒氢氧化钠稀释为6，依据氢原子个数守恒水系数为3，方程式：3Cl₂+6NaOH（热）-5NaCl+1NaClO₃+3H₂O；
故答案为：3；6；5；1；3；
（4）.7gMnO₂物质的量为$\frac{8.7g}{87g/mol}$=0.1mol，与足量的浓盐酸反应消耗盐酸的物质为0.4mol，实际被氧化的氯化氢物质的量为0.2mol；
故答案为：0.2．

点评 本题考查了氯气的制备及性质检验，涉及氧化还原方程式的书写及氧化还原反应基本概念判断，为高频考点，把握氯气制备原理及反应中元素化合价变化为解答的关键，注意从元素化合价角度分析，侧重氧化还原反应基本概念和离子反应的考查，题目难度不大．