Question

如图表示实验室在没有通风橱的条件下制备氯气时设计的装置，图中a、b是可控制的弹簧铁夹．
（1）仪器A的名称是

 

；水槽中应盛放的是

 

；烧杯中反应的化学方程式

 

；
（2）在收集氯气时，应

 

．当氯气收集完毕时应

 

．（填如何控制a、b）
（3）若要制得标准状况下的Cl₂0.672L，理论上需要MnO₂的物质的量是

 

mol．
（4）实验室也可在不加热的条件下用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式如下：2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O该反应中，氧化剂是

 

，氧化产物是

 

；当有1mol电子发生转移时，生成氯气的体积为

 

（标准状况），请用双线桥表示该氧化还原反应．2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O．

Answer 1

考点：氯气的实验室制法

专题：

分析：（1）熟悉常见仪器，知道其名称；依据氯气在饱和食盐水中溶解度不大的性质解答；氯气有毒，氯气能够与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，用氢氧化钠吸收氯气；
（2）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；
（3）根据氯气的体积求出氯气的物质的量，依据化学方程式从而求出反应的二氧化锰的物质的量；
（4）化合价升高元素所在的反应物是还原剂，化合价降低元素所在的反应物是氧化剂；
根据化学反应转移电子的物质的量结合化学方程式进行计算；
分析方程式中化合价变化，锰元素化合价从+7价变化为+2价，化合价降低，被还原，HCl中的氯元素化合价从-1价变化为0价，化合价升高被氧化得到氧化产物Cl₂，．

解答： 解：（1）根据仪器特点可知A为分液漏斗；食盐水中含有氯离子能抑制氯气的溶解，实验室常用排饱和食盐水法收集氯气；氢氧化钠和氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，方程式为：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
故答案为：分液漏斗；饱和食盐水；Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（2）氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，实验室常用排饱和食盐水法收集氯气，收集时，应关闭b，打开a；收集完毕，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：关闭b，打开a；关闭a，打开b；
（3）n（Cl₂）=

V

Vm

=

0.672L

22.4L/mol

=0.03mol；
生成0.03molCl₂反应的二氧化锰物质的量为x；
MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
1                  1
x                 0.03mol
x=0.03mol，所以理论上反应的二氧化锰质量0.03mol；
故答案为：0.03mol；
（4）反应2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，化合价升高的Cl元素所在的HCl反应物是还原剂，氯气是氧化产物，化合价降低的Mn元素所在的反应物KMnO₄是氧化剂，反应2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，参加反应的16mol盐酸中，只有10mol盐酸被氧化，转移电子为10mol，生成5mol氯气，当有1mol电子发生转移时，则有1molHCl被氧化，生成0.5mol氯气，体积V=0.5mol×22.4L/mol=11.2L；
依据化合价变化，锰元素化合价从+7价变化为+2价，化合价降低，被还原，HCl中的氯元素化合价从-1价变化为0价，化合价升高被氧化得到氧化产物Cl₂，用双线桥表示为：
；
故答案为：高锰酸钾，氯气；11.2；．

点评：本题考查氯气的性质与实验室制备，氧化还原反应的相关计算，掌握氯气实验室制备的原理与注意事项，准确分析氧化还原反应是解题关键，题目难度中等．