Question

9．氯气是一种黄绿色气体．1974年，瑞典化学家舍勒发现软锰矿（主要成分是MnO₂）和浓盐酸混合加热能制取氯气：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；通常也可用高锰酸钾和浓盐酸混合来制取氯气：2KMnO₄+16HCl（浓）═2MnCl₂+5Cl₂↑+2KCl+8H₂O；
（1）若用这两种方法制氯气，请比较，它们的发生装置使用的不同仪器是前者需要酒精灯加热，后者不需要．
（2）现将29g纯度为60%的软锰矿（主要成分MnO₂）与足量的浓盐酸充分反应（杂质不参加反应），把反应后所得溶液稀释到200mL．计算：
①生成的Cl₂在标准状况下的体积．
②稀释后溶液中MnCl₂的物质的量浓度．

Answer 1

分析 （1）根据反应条件确定制备装置的异同之处；
（2）①根据质量分数计算软锰矿中二氧化锰的质量，再根据n=$\frac{m}{M}$计算二氧化锰的物质的量，根据方程式计算生成的氯气的物质的量，利用V=nV_m计算氯气的体积；
②消耗前后氯化锰的物质的量不变，由方程式可知n（MnCl₂）=n（MnO₂），根据c=$\frac{n}{V}$计算稀释后液中MnCl₂的物质的量浓度．

解答 解：（1）软锰矿（主要成分是MnO₂）和浓盐酸混合加热能制取氯气：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，需在加热条件下进行；用高锰酸钾和浓盐酸混合来制取氯气：2KMnO₄+16HCl（浓）═2MnCl₂+5Cl₂↑+2KCl+8H₂O，该反应无需加热，所以它们的发生装置使用的不同仪器是前者需要酒精灯加热，后者不需要，故答案为：前者需要酒精灯加热，后者不需要；
（2）①29g纯度为60%的软锰矿（主要成分MnO₂）中MnO₂的物质的量为：$\frac{29×60%}{87}$mol=0.2mol，则：
MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
1                                               1
0.2mol                                    n（Cl₂）
所以n（Cl₂）=0.2mol，故V（n（Cl₂）=0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
答：标准状况下生成的Cl₂的体积为4.48L；
②消耗前后氯化锰的物质的量不变，由方程式可知n（MnCl₂）=n（MnO₂）=0.2mol，将反应后所得溶液稀释成200mL，稀释后液中MnCl₂的物质的量浓度为$\frac{0.2mol}{0.2L}$=1mol/L，
答：稀释后液中MnCl₂的物质的量浓度为1mol/L．

点评 本题考查根据方程式的计算、常用化学计量数的有关计算，比较基础，旨在考查学生对基础知识的理解掌握．