Question

实验室中所用少量氯气是用下列方法制取的，
4HCl（浓）+MnO₂

△   .

Cl₂↑+MnCl₂+2H₂O
试回答下列问题：
（1）该反应是氧化还原反应吗？

是

，如果是氧化还原反应，请指出

MnO₂

是氧化剂，

HCl

是还原剂，写出该反应的离子方程式

4H⁺+2Cl^-+MnO₂

△   .

Cl₂↑+Mn²⁺+2H₂O

．
（2）集气瓶A中盛装的是饱和食盐水（注：氯气在饱和食盐水中溶解度很小，而氯化氢在饱和食盐水中的溶解度则很大），其作用是

除去氯气中混有的HCl气体

．
（3）氯气溶入水显酸性，且氯气有毒，并有剧烈的刺激性，若吸入大量氯气，可中毒死亡，所以氯气尾气直接排入大气中，会污染环境．实验室中可采用

浓氢氧化钠（浓碱）

溶液来吸收有毒的氯气．
（4）一次实验中，用浓盐酸80mL，其密度为1.19g?cm-³、HCl的质量分数为36.5%，跟MnO₂恰好完全反应，产生了5.6L（标准状况下）的氯气．试计算浓盐酸的物质的量浓度和被氧化的HCl的物质的量．

Answer 1

分析：（1）根据化学反应中元素的化合价变化来分析，含有元素化合价升高的物质为还原剂，含元素化合价降低的物质为氧化剂，不溶物、气体、水在离子方程式中保留化学式；
（2）根据氯气在饱和食盐水中溶解度很小，而氯化氢在饱和食盐水中的溶解度则很大来分析；
（3）根据氯气能与碱反应来分析尾气的处理；
（4）利用c=

1000ρw

M

来计算浓度，再利用氧化还原反应可知，生成1mol氯气生成，则有2mol的HCl被氧化来计算．

解答：解：（1）在反应4HCl（浓）+MnO₂

△   .

Cl₂↑+MnCl₂+2H₂O中，Mn元素的化合价由+4价降低为+2价，则MnO₂为氧化剂，Cl元素的化合价由-1价升高到0，则HCl为还原剂，该反应是氧化还原反应，盐酸和氯化锰在溶液中完全电离，不溶物、气体、水在离子方程式中保留化学式，则离子反应为4H⁺+2Cl^-+MnO₂

△   .

Cl₂↑+Mn²⁺+2H₂O，
故答案为：是；MnO₂；HCl；4H⁺+2Cl^-+MnO₂

△   .

Cl₂↑+Mn²⁺+2H₂O；
（2）因氯气在饱和食盐水中溶解度很小，而氯化氢在饱和食盐水中的溶解度则很大，且浓盐酸易挥发，使生成的氯气中混有HCl，则饱和食盐水的作用为除去氯气中混有的HCl气体，故答案为：除去氯气中混有的HCl气体； 
（3）因氯气有毒，不能排放在环境中，且氯气能被碱吸收，则可利用浓氢氧化钠（浓碱）来处理尾气，故答案为：浓氢氧化钠（浓碱）；
（4）浓盐酸80mL，其密度为1.19g?cm-³、HCl的质量分数为36.5%，则浓盐酸的物质的量浓度是

1000×1.19g/cm3×36.5%

36.5g/mol

=11.9mol/L，
由4HCl（浓）+MnO₂

△   .

Cl₂↑+MnCl₂+2H₂O可知，氯气是氧化产物，1mol氯气生成，则有2mol的HCl被氧化，
则被氧化的HCl的物质的量为

5.6L

22.4L/mol

×2=0.5mol，
答：浓盐酸的物质的量浓度为11.9mol/L和被氧化的HCl的物质的量为0.5mol．

点评：本题以氯气的实验室制法来考查氧化还原反应及有关的计算，明确实验原理、装置的作用、利用元素的化合价分析氧化还原反应是解答本题的关键．