Question

6．实验室通常用二氧化锰和浓盐酸加热来制取氯气，试写出该反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目：
；在此反应中，氧化剂是MnO₂（填化学式，下同），氧化产物是Cl₂，其中氧化性较强的是MnO₂，盐酸在此反应中的作用是酸、还原剂；要制取标准状况下的氯气2.24升，理论上至少需要10mol/L的浓盐酸的体积为40ml．
将2.24升标准状况下的氯气通入足量的NaOH溶液，其反应的离子方程式为：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：1，这些氯气在反应过程中共转移电子数目为0.1N_A．
将等物质的量的Cl₂和SO₂混合通入品红溶液中，现象是不褪色，发生反应的离子方程式是SO₂+Cl₂+2H₂O═4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-．

Answer 1

分析 二氧化锰与浓盐酸发生反应MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，Mn元素化合价由+4价降低到+2价，Cl元素化合价由-1价升高；n（Cl₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，结合方程式计算消耗10mol/L的浓盐酸的体积；氯气与氢氧化钠反应生成NaCl和NaClO，等物质的量的Cl₂和SO₂混合生成盐酸和硫酸，以此解答该题．

解答 解：氧化锰与浓盐酸发生反应MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，Mn元素化合价由+4价降低到+2价，Cl元素化合价由-1价升高，所以该反应的电子转移方向和数目可表示为，反应中MnO₂为氧化剂，氧化产物为Cl₂，氧化剂氧化性大于氧化产物，则MnO₂氧化性较强，反应中盐酸起到酸性和还原剂的作用，n（Cl₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，由方程式可知消耗0.4mol盐酸，则至少需要10mol/L的浓盐酸的体积为$\frac{0.4mol}{10mol/L}$=0.04L=40mL；
将2.24升标准状况下的氯气通入足量的NaOH溶液，其反应的离子方程式为Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：1，转移0.1N_A电子；
SO₂和Cl₂在溶液中发生了氧化还原反应，生成硫酸和盐酸，由电子、电荷守恒可知离子反应为SO₂+Cl₂+2H₂O═4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-，将等物质的量的Cl₂和SO₂混合通入品红溶液中，品红不褪色，
故答案为：；MnO₂；Cl₂；MnO₂；酸、还原剂；40；Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O；1：1；0.1N_A；不褪色；SO₂+Cl₂+2H₂O═4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-．

点评 本题综合考查氧化还原反应，侧重于氯气的性质的考查，为高频考点，注意氯气的实验室制法和氯气的性质、氧化还原反应的规律以及根据氧化还原反应方程式进行计算，解题关键在于明确实验室制备氯气的原理和氯气的性质，题目难度不大．