题目内容
氯气是一种重要的化工原料.(1)若用溶有7.3g HCl的浓盐酸与足量的MnO2加热反应制得的Cl2在标准状况下体积总是小于1.12L,除盐酸挥发外,还因为
(2)下列方法中,也可制得Cl2的正确组合是
①MnO2、NaCl和浓硫酸混合共热;②浓盐酸与浓硝酸混合;③NaClO和浓盐酸混合;④PbO2和浓盐酸混合;⑤KClO3和浓盐酸混合共热;⑥KMnO4和浓盐酸混合.
A.①④⑤B.①②④⑤C.①③④⑤⑥D.全部可以
(3)某学习小组利用漂白粉与浓硫酸加热也得到了Cl2,他们用此反应原理设计了如下图所示装置制取氯气并探究其性质.
①甲部分的装置是
②证明乙装置中FeCl2发生了氧化反应的实验方法是
③丙装置中通入少量Cl2,可制得某种生活中常用的漂白、消毒的物质.已知相同条件下HClO的电离程度大于HCO3-,则丙中反应的化学方程式是
④该实验存在明显的缺陷,改进的方法是
(4)为测定漂白粉中Ca(ClO)2的质量分数,该小组将2.0g漂白粉配制成250mL溶液,取出25mL并向其中依次加入过量稀H2SO4、过量KI溶液,完全反应后,再滴入0.1mol?L-1 Na2S2O3溶液:2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI,共消耗20mL Na2S2O3溶液,则漂白粉中Ca(ClO)2的质量分数为
分析:(1)二氧化锰与浓盐酸反应,与稀盐酸不反应;
(2)利用强氧化剂氧化氯离子生成氯气;
(3)①根据反应物状态和反应条件选取反应装置,根据漂白粉与浓硫酸加热也得到了Cl2信息书写方程式;②用KSCN或NH4SCN溶液检验三价铁离子的存在若产生红色溶液,证明氯气和氯化亚铁反应生成氯化铁;
③氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸和足量碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸氢钠,次氯酸和碳酸钠反应生成次氯酸钠和碳酸氢钠;
④氯气有毒所以不能直接排空,所以缺少尾气处理装置;
(4)将方程式相加后使次氯酸钙和硫代硫酸钠在同一方程式中,根据次氯酸钙和硫代硫酸钠之间的关系式计算次氯酸钙的质量,然后根据质量分数公式计算即可.
(2)利用强氧化剂氧化氯离子生成氯气;
(3)①根据反应物状态和反应条件选取反应装置,根据漂白粉与浓硫酸加热也得到了Cl2信息书写方程式;②用KSCN或NH4SCN溶液检验三价铁离子的存在若产生红色溶液,证明氯气和氯化亚铁反应生成氯化铁;
③氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸和足量碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸氢钠,次氯酸和碳酸钠反应生成次氯酸钠和碳酸氢钠;
④氯气有毒所以不能直接排空,所以缺少尾气处理装置;
(4)将方程式相加后使次氯酸钙和硫代硫酸钠在同一方程式中,根据次氯酸钙和硫代硫酸钠之间的关系式计算次氯酸钙的质量,然后根据质量分数公式计算即可.
解答:解:(1)浓盐酸与足量MnO2反应制取Cl2,反应需要加热,氯化氢易挥发,反应消耗氯化氢,随反应的不断进行浓盐酸的浓度逐渐变稀,稀盐酸不反应不与MnO2反应,
故答案为:随着反应的进行,盐酸浓度变稀将不再反应;
(2)①MnO2、NaCl和浓硫酸混合共热发生:2NaCl+H2SO4(浓)═Na2SO4+2HCl↑,MnO2+4HCl(浓)═MnCl2+Cl2↑+2H2O,可制得氯气;
②浓盐酸与浓硝酸混合不能反应,无法制得氯气;
③NaClO和浓盐酸混合发生NaClO+2HCl(浓)
NaCl+Cl2↑+H2O,可制得氯气;
④PbO2和浓盐酸混合PbO2+4HCl═PbCl2+2H2O+Cl2↑,可制得氯气;
⑤KClO3和浓盐酸混合共热发生:KClO3+6HCl(浓)
KCl+3Cl2↑+3H2O,可制得氯气;
⑥KMnO4和浓盐酸混合发生:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,可制得氯气;
故答案为:C;
(3)①该小组利用漂白粉与浓硫酸加热也得到了Cl2,反应物是固液混合的,反应条件是加热,所以该反应需要的装置是固液混合加热型装置,选C,漂白粉的主要成分为次氯酸钙和氯化钙,在浓硫酸中发生价态归中反应,所以反应为:Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4(浓)
2CaSO4+2Cl2↑+2H2O,
故答案为:C;Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4(浓)
2CaSO4+2Cl2↑+2H2O;
②取少量反应后的溶液置于洁净的试管中,向其中滴加KSCN或NH4SCN溶液,若产生红色溶液,证明生成了Fe3+,说明氯气和氯化亚铁反应:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,生成了Fe3+,
故答案为:取少量反应后的溶液置于洁净的试管中,向其中滴加KSCN或NH4SCN溶液,若产生红色溶液,证明生成了Fe3+,则FeCl2与Cl2发生了氧化还原反应;
③氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸和足量碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸氢钠,次氯酸和碳酸钠反应生成次氯酸钠和碳酸氢钠,所以方程式为Cl2+2Na2CO3+H2O=NaCl+NaClO+2NaHCO3,故答案为:Cl2+2Na2CO3+H2O=NaCl+NaClO+2NaHCO3;
④氯气是有毒气体所以不能直接排空,故应在丙装置后连接一个盛有NaOH溶液的洗气瓶防止氯气污染空气,
故答案为:在丙装置后连接一个盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶;
(4)将2.0g漂白粉配制成250mL溶液,取出25mL溶液,所以25mL溶液中漂白粉的质量为2.0g×
=0.2g.
Ca(ClO)2+4KI+2H2SO4=CaCl2+2K2SO4+2H2O+2I2 ①2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI②
设次氯酸钠的质量为x.将方程式②×2+①相加得:
Ca(ClO)2+4KI+2H2SO4+4Na2S2O3=CaCl2+2K2SO4+2H2O+2Na2S4O6+4NaI
143g 4mol
x 0.1mol?L-1×0.02L
x=0.0715g
所以漂白粉中Ca(ClO)2的质量分数为
×100%=35.75%,
故答案为:35.75%.
故答案为:随着反应的进行,盐酸浓度变稀将不再反应;
(2)①MnO2、NaCl和浓硫酸混合共热发生:2NaCl+H2SO4(浓)═Na2SO4+2HCl↑,MnO2+4HCl(浓)═MnCl2+Cl2↑+2H2O,可制得氯气;
②浓盐酸与浓硝酸混合不能反应,无法制得氯气;
③NaClO和浓盐酸混合发生NaClO+2HCl(浓)
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④PbO2和浓盐酸混合PbO2+4HCl═PbCl2+2H2O+Cl2↑,可制得氯气;
⑤KClO3和浓盐酸混合共热发生:KClO3+6HCl(浓)
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⑥KMnO4和浓盐酸混合发生:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,可制得氯气;
故答案为:C;
(3)①该小组利用漂白粉与浓硫酸加热也得到了Cl2,反应物是固液混合的,反应条件是加热,所以该反应需要的装置是固液混合加热型装置,选C,漂白粉的主要成分为次氯酸钙和氯化钙,在浓硫酸中发生价态归中反应,所以反应为:Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4(浓)
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故答案为:C;Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4(浓)
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②取少量反应后的溶液置于洁净的试管中,向其中滴加KSCN或NH4SCN溶液,若产生红色溶液,证明生成了Fe3+,说明氯气和氯化亚铁反应:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,生成了Fe3+,
故答案为:取少量反应后的溶液置于洁净的试管中,向其中滴加KSCN或NH4SCN溶液,若产生红色溶液,证明生成了Fe3+,则FeCl2与Cl2发生了氧化还原反应;
③氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸和足量碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸氢钠,次氯酸和碳酸钠反应生成次氯酸钠和碳酸氢钠,所以方程式为Cl2+2Na2CO3+H2O=NaCl+NaClO+2NaHCO3,故答案为:Cl2+2Na2CO3+H2O=NaCl+NaClO+2NaHCO3;
④氯气是有毒气体所以不能直接排空,故应在丙装置后连接一个盛有NaOH溶液的洗气瓶防止氯气污染空气,
故答案为:在丙装置后连接一个盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶;
(4)将2.0g漂白粉配制成250mL溶液,取出25mL溶液,所以25mL溶液中漂白粉的质量为2.0g×
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Ca(ClO)2+4KI+2H2SO4=CaCl2+2K2SO4+2H2O+2I2 ①2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI②
设次氯酸钠的质量为x.将方程式②×2+①相加得:
Ca(ClO)2+4KI+2H2SO4+4Na2S2O3=CaCl2+2K2SO4+2H2O+2Na2S4O6+4NaI
143g 4mol
x 0.1mol?L-1×0.02L
x=0.0715g
所以漂白粉中Ca(ClO)2的质量分数为
0.0715g |
0.2g |
故答案为:35.75%.
点评:本题考查氯气的制取原理、实验装置评价与理解、氯气的性质、铁离子检验等,关键是清楚实验的目的与原理.注意用可溶性固体氯化物和浓硫酸代替浓盐酸,原理是利用高沸点的酸制备挥发性酸,生成的硫酸盐应为可溶性盐,能正确找出次氯酸钙和硫代硫酸钠之间的关系式是解(4)题的关键,题目难度中等.
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