Question

6．氯气在生产生活中应用广泛．
（1）多余的氯气可用NaOH溶液吸收，反应的离子方程式为Cl₂+2OH^?=Cl^-+ClO^-+H₂O．工业上也可用MnSO₄溶液吸收氯气，获得Mn₂O₃，Mn₂O₃广泛应用于电子工业、印染工业等领域．请写出该化学反应的离子方程式2Mn²⁺+Cl₂+3H₂O═Mn₂O₃+6H⁺+2Cl^-
（2）海底蕴藏着丰富的锰结核矿，其主要成分是MnO₂．1991年由Allen等人研究，用硫酸淋洗后使用不同的方法可制备纯净的MnO₂，其制备过程如图所示：

①步骤I中，试剂甲必须具有的性质是B（填序号）．
A．氧化性B．还原性C．酸性
②步骤Ⅲ中，以 NaClO ₃为氧化剂，当生成0.050mol MnO₂时，消耗0.10mol•L^-1 的NaClO₃溶液200mL，该反应的离子方程式为2ClO₃^-+5Mn²⁺+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺．
（3）用100mL 12.0mol•L^-1的浓盐酸与足量MnO₂混合后，加热，反应产生的氯气物质的量远远少于0.30mol，请你分析可能的原因为随着反应的进行，盐酸浓度减小，反应终止．

Answer 1

分析 本题考查氯气的实验室制备原理的分析及用NaOH溶液或MnSO₄溶液吸收尾气，另外还探究了MnO₂的不同制法，具体是将+2价锰选用氧化剂或通过电解的方法进行氧化得到，重点考查的通过离子方程式讨论反应原理；
（1）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；用MnSO₄溶液吸收氯气，获得Mn₂O₃，是利用氯气在水溶液中氧化硫酸锰为Mn₂O₃，本身被还原为氯化氢，溶液中生成硫酸，结合质量守恒、电子守恒和电荷守恒可写出此反应的离子方程式；
（2）①步骤I中，Mn元素的化合价由+4价降低为+2价；
②步骤Ⅲ中，以NaClO₃为氧化剂，当生成0.050mol MnO₂时，消耗0.10mol•L^-1 的NaClO₃溶液200mL，利用电子守恒确定还原产物，以此书写离子反应．
（3）根据稀盐酸与二氧化锰不反应进行判断；

解答 解：（1）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子反应方程式为Cl₂+2OH^?=Cl^-+ClO^-+H₂O，MnSO₄溶液吸收氯气，生成Mn₂O₃，氯气被还原为Cl^-，离子方程式为 2Mn²⁺+Cl₂+3H₂O═Mn₂O₃+6H⁺+2Cl^-，
故答案为：Cl₂+2OH^?=Cl^-+ClO^-+H₂O；2Mn²⁺+Cl₂+3H₂O═Mn₂O₃+6H⁺+2Cl^-；
（2）①步骤I中，Mn元素的化合价由+4价降低为+2价，则试剂甲应具有还原性，故答案为：B；
②步骤Ⅲ中，以NaClO₃为氧化剂，当生成0.050mol MnO₂时，消耗0.10mol•L^-1 的NaClO₃溶液200mL，设还原产物中Cl的化合价为x，则由电子守恒可知，0.05mol×（4-2）=0.1mol/L×0.2L×（5-x），解得x=0，即生成氯气，则离子反应为2ClO₃^-+5Mn²⁺+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺，
故答案为：2ClO₃^-+5Mn²⁺+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺；
（3）用100mL12.0mol•L^-1的浓盐酸与足量MnO₂混合后，加热，随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐降低，还原性逐渐减弱，则生成的氯气的物质的量小于0.30mol，故答案为：随着反应的进行，盐酸浓度减小，反应终止．

点评 本题以氯气及其化合物的性质考查氧化还原反应，明确信息及流流程中Mn元素的化合价变化、电子守恒即可解答，题目难度中等．