Question

13．已知实验室在加热条件下制取Cl₂的化学方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．现将8.7g MnO₂投入200g质量分数为36.5%（过量）的浓盐酸中加热，充分反应后，求：
（1）标准状况下生成Cl₂的体积为多少？
（2）反应的HCl的分子数为为多少？
（3）向反应后的溶液中加入足量的AgNO₃溶液，可生成白色沉淀的物质的量为多少？

Answer 1

分析 （1）根据n=$\frac{m}{M}$计算出8.7g二氧化锰的物质的量，然后根据反应方程式计算出生成氯气的物质的量，再根据V=nVm计算出生成氯气在标准状况下的体积；
（2）根据二氧化锰的物质的量及反应方程式计算出消耗HCl的物质的量，然后根据N=nN_A计算出消耗HCl的分子数；
（3）先计算出HCl的质量，然后根据n=$\frac{m}{M}$计算出原浓盐酸中含有HCl的物质的量，再根据Cl元素守恒及生成氯气的物质的量计算出反应后溶液中氯离子的物质的量，生成氯化银沉淀的物质的量等于氯离子的物质的量．

解答 解：（1）盐酸过量，二氧化锰完全反应，8.7g二氧化锰的物质的量为：$\frac{8.7g}{87g/mol}$=0.1mol，根据反应可知，生成氯气的物质的量为：n（Cl₂）=-n（MnO₂）=0.1mol，标准状况下0.1mol氯气的体积为：22.4L/mol×0.1mol=2.24L，
答：标准状况下生成Cl₂的体积为2.24L；
（2）0.1mol二氧化锰完全反应消耗HCl的物质的量为：n（HCl）=4n（MnO₂）=0.1mol×4=0.4mol，则消耗HCl的分子数为0.4N_A，
答：反应消耗HCl的分子数为0.4N_A；
（3）200g质量分数为36.5%（过量）的浓盐酸中含有HCl的物质的量为：$\frac{200g×36.5%}{36.5g/mol}$=2mol，
根据Cl元素守恒可知反应后溶液中含有氯离子的物质的量为：2mol-0.1mol×2=1.8mol，
向反应后溶液中加入足量的硝酸银溶液，则反应生成氯化银的物质的量为1.8mol，
答：反应后生成氯化银沉淀的物质的量为1.8mol．

点评 本题考查了化学方程式的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握物质的量与摩尔质量、阿伏伽德罗常数、气体摩尔体积之间的关系，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．