Question

在实验室中用二氧化锰跟盐酸反应制备干燥纯净的氯气．进行此实验，所用仪器如图：
（1）连接上述仪器的正确顺序是（填各接口处的字母）：E接

 

接F．
（2）写出下列化学反应的化学方程式：
①气体发生装置中进行的反应：

 

；
②尾气吸收装置中进行的反应：

 

．
（3）将足量氯气溶于水制成的饱和氯水，由于

 

见光易分解，因此需保存在

 

瓶中．向pH试纸上滴加新制氯水后产生的现象为

 

，说明新制氯水中存在的微粒有

 

．
（4）下列化学反应，在实验室中也可用来制取氯气．请分析后填写下列空格：
2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O
用15.8g KMnO₄氧化足量的上述浓盐酸，则有

 

 molHCl被氧化．产生的Cl₂在标准状况下的体积为

 

L．

Answer 1

分析：（1）气体的制备一般经过气体的发生装置、净化、除杂、干燥装置、收集装置，尾气处理装置，据此解答；
（2）①气体发生装置中的二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰、水；
②氯气有毒用氢氧化钠溶液吸收，氢氧化钠和氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠、水；
（3）饱和氯水中存在Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，所含分子只有Cl₂和H₂O、HClO分子，所含的离子只有H⁺、Cl^-、ClO^-和OH^-，结合对应微粒的性质解答该题；
（4）依据方程式可知16mol氯化氢中只有10mol氯化氢中的氯化合价升高，做还原剂，被氧化，6mol氯化氢中氯元素化合价不变表现出酸性，依据化学方程式计算参加反应的HCl的物质的量和生成的氯气的体积，然后求出被还原的盐酸的物质的量．

解答：解：（1）要得到干燥纯净的氯气，实验装置的连接顺序为：发生装置→除杂装置→收集装置→尾气处理装置；因为收集的是气体，所以除杂装置中长导管进气，段导管出气；因为饱和食盐水中有水，浓硫酸有吸水性，所以先连接饱和食盐水装置后连接浓硫酸装置；收集装置中，因为氯气的浓度大于空气的，所以长导管进气短导管出气，即实验装置为E-C，D-A，B-H，G-F，
故答案为：CDABHG；
（2）①二氧化锰和浓盐酸反应的化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓

加热  .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，故答案为：MnO₂+4HCl（浓

加热  .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
②尾气吸收装置中氯气与氢氧化钠的反应方程式：2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O，故答案为：2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O；
（3）将足量氯气溶于水，氯气和水发生反应，化学方程式为Cl₂+H₂O?HCl+HClO，由于次氯酸具有不稳定性见光易分解，因此需保存在棕色瓶中；
氯水含有盐酸和次氯酸，溶液呈酸性，存在大量的H⁺，则pH＜7，向pH试纸上滴加新制氯水，溶液呈酸性，则先变红，但由于次氯酸具有漂白性，则最终试纸褪色，
故答案为：次氯酸；棕色；先变红后褪色；H⁺、HClO；
（4）设15.8gKMnO₄能与nmolHCl发生反应，生成标准状况下VLCl₂．
  2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O
  2×158 g   16mol                   5×22.4 L
    15.8g      n                        V
则：n=

16×15.8

2×158

=0.8（mol），

V=

5×22.4×15.8

2×158

=5.6L，
依据方程式可知在氯化氢反应中既表现还原性又表现酸性，表现还原性的盐酸占总量的

10

16

，
所以被氧化的氯化氢的物质的量为：0.8mol×

10

16

=0.5mol，
即15.8g KMnO₄氧化足量的上述浓盐酸，则有0.5mol盐酸被氧化．产生的Cl₂在标准状况下的体积为5.6L，
故答案为：0.5；5.6．

点评：本题考查氯气的实验室制备和化学方程式的有关计算，题目难度中等，注意高锰酸钾与浓盐酸反应中盐酸表现的性质．