Question

18．实验室制备气体时，可根据反应物的状态、反应条件和生成气体的性质来选择气体的发生装置．

编号	A	B	C
发 生 装 置

（1）实验室用氯酸钾和二氧化锰制氧气时，可选用的发生装置是A（写编号）；
（2）实验室用食盐固体和浓硫酸制氯化氢气体时，可选用的发生装置是C（写编号），写出微热时的反应方程式NaCl+H₂SO₄ $\frac{\underline{\;微热\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑；
（3）高锰酸钾和二氧化锰都是强氧化剂，均可将浓盐酸氧化为氯气．
（a） 用浓盐酸和高锰酸钾制氯气的反应方程式如下：
2KMnO₄+16HCl→2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O
①用“单线桥”在上述方程式上标出电子转移的方向和数目．
②反应中Cl元素被氧化，KMnO₄是氧化剂．当有1mol电子转移时，可生成气体11.2升（标准状态下）．
（b） 用浓盐酸和二氧化锰制氯气的实验装置如图所示：

①写出圆底烧瓶中发生反应的化学方程式_MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
②实验结束清洗仪器时，为了减少烧瓶中残留氯气对环境的污染，可以向烧瓶中加入的溶液是NaOH，有关的化学方程式Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．

Answer 1

分析 （1）实验室用氯酸钾和二氧化锰制氧气时，选择固体加热装置；
（2）实验室用食盐固体和浓硫酸制氯化氢气体时，选择固体与液体加热装置；
（3）（a）①反应电子转移的数目为10e^-；
②反应中锰元素全部被还原，锰元素化合价由+7价降低为+2价，氯元素化合价由HCl中的-1升高为氯气中的0价；
（b）①浓盐酸与二氧化锰反应生成氯化锰、氯气、水；
②生成氯气有毒，应选NaOH溶液吸收尾气，氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水．

解答 解：（1）实验室用氯酸钾和二氧化锰制氧气时，选择固体加热装置，只有A装置符合，
故答案为：A；
（2）实验室用食盐固体和浓硫酸制氯化氢气体时，选择固体与液体加热装置，只有C装置符合，发生的反应为NaCl+H₂SO₄$\frac{\underline{\;微热\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑，
故答案为：C；NaCl+H₂SO₄$\frac{\underline{\;微热\;}}{\;}$NaHSO₄+HCl↑；
（3）（a）①失去的电子为5×2×（1-0）e^-=10e^-，单线桥标出反应中电子的转移方向和数目为：，
故答案为：；
②反应2KMnO₄+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，Mn元素的化合价由+7降低为+2，KMnO₄为氧化剂，得到的电子为2×（7-2）e^-=10e^-，Cl元素的化合价由-1升高为0，HCl为还原剂，Cl元素被氧化，当有1mol电子转移时，可生成气体1mol×$\frac{5}{10}$×22.4L/mol=11.2L，
故答案为：Cl；KMnO₄；11.2；
（b）①浓盐酸与二氧化锰反应生成氯化锰、氯气、水，反应为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
②生成氯气有毒，应选NaOH溶液吸收尾气，则可以向烧瓶中加入的溶液是NaOH，发生的反应为：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，
故答案为：NaOH；Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．

点评 本题考查常见气体的制备，为高频考点，把握制备原理及实验装置的作用为解答的关键，注意物质的性质及氧化还原反应原理的分析，题目题目难度中等．