Question

15．如图表示在没有通风橱时收集纯净的氯气时设计的装置，图中A、B是可控制的弹簧夹
（1）写出烧瓶内发生反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目，若反应中生成11.2L的Cl₂（标准状况），问转移电子的物质的量是1mol
（2）实验室用下列两种方法制取氯气：①用含HCl 146g 的浓盐酸与足量的MnO₂反应②用87g MnO₂与足量的浓盐酸反应，则所得Cl₂B
A．①比②多     B．②比①多       C．一样多        D．无法比较
（3）烧杯中盛放的液体是氢氧化钠溶液，其作用是吸收多余的氯气，发生反应的离子方程式Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O水槽中应盛放的液体是饱和食盐水．
（4）简述操作过程：（从氯气已经产生开始）在收集氯气之前，应打开B，关闭A，当氯气纯度合乎要求时，应打开A，关闭B．当氯气收集完毕时，应关闭A，打开B．（填如何控制A、B）

Answer 1

分析 （1）烧瓶内发生反应为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，根据元素化合价比较标出转移电子与数目，计算氯气的物质的量，结合方程式中转移数目计算转移电子物质的量；
（2）由MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，可知87g二氧化锰与146gHCl恰好完全反应，但随着反应的进行，盐酸的浓度减小，反应不再进行，①中HCl不能完全反应，②中二氧化锰完全反应；
（3）氯气有毒，直接排放会污染空气，需要尾气处理，常用氢氧化钠溶液吸收；氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小，实验室常用排饱和食盐水法收集氯气；
（4）在收集氯气之前，应打开B，关闭A，排尽装置内的空气，收集氯气时，应关闭B，打开A，用排饱和食盐水法收集；收集完毕，关闭A，打开B，用氢氧化钠溶液吸收多余氯气．

解答 解：（1）烧瓶内发生反应为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，标出电子转移与数目为：，11.2L的Cl₂（标准状况）的物质的量为$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，故转移电子为0.5mol×2=1mol，
故答案为：；1mol；
（2）由MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，可知87g二氧化锰与146gHCl恰好完全反应，但随着反应的进行，盐酸的浓度减小，反应不再进行，①中HCl不能完全反应，②中二氧化锰完全反应，故生成氯气的体积②＞①，
故答案为：B；
（3）氯气有毒，可污染空气，要进行尾气吸收，常用氢氧化钠溶液吸收，氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应离子方程式为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小，实验室常用排饱和食盐水法收集氯气；
故答案为：氢氧化钠溶液；吸收多余的氯气；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；饱和食盐水；
（4）在收集氯气之前，应打开B，关闭A，排尽装置内的空气，当氯气纯度合乎要求时，应打开A，关闭B，用排饱和食盐水法收集，但氯气收集完毕时，应关闭A，打开B，多余的气体通入氢氧化钠溶液进行吸收，防止污染空气，
故答案为：打开B，关闭A；打开A，关闭B；关闭A，打开B．

点评 本题考查氯气制备、氧化还原反应等，注意利用单线桥与双线桥表示电子转移，注意注意浓盐酸与二氧化锰反应，随着反应的进行，盐酸的浓度减小，反应不再进行．