Question

17．1774年，瑞典化学家舍勒发现锰矿（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．现将17.4gMnO₂与200g 36.5%的浓盐酸（过量）完全反应，把反应后所得溶液稀释到400mL．
（1）请用双线桥表示该反应电子转移方向和总数：
MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
（2）计算生成Cl₂的体积（折算成标准状况）为4.48L（写计算过程，否则不得分）；
（3）计算稀释后溶液中Cl^-的物质的量浓度为4mol•L^-1（写计算过程，否则不得分）．

Answer 1

分析 （1）Mn元素的化合价由+4价降低为+2价，Cl元素的化合价由-1价升高为0，该反应中转移2e^-；
（2）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；
（3）根据氯原子守恒计算溶液中Cl^-的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算Cl^-的物质的量浓度．

解答 解：（1）Mn元素的化合价由+4价降低为+2价，Cl元素的化合价由-1价升高为0，该反应中转移2e^-，用双线桥表示该反应电子转移方向和总数为：，
故答案为：；
（2）17.4gMnO₂的物质的量=$\frac{17.4g}{87g/mol}$=0.2mol，
设生成的Cl₂的体积为V，
MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
1mol                  1mol
0.2mol                 n
所以，n=$\frac{0.2mol×1mol}{1mol}$=0.2mol，
故生成氯气的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
故答案为：4.48；
（3）根据氯原子守恒，溶液中Cl^-的物质的量=$\frac{200g×36.5%}{36.5g/mol}$-0.2mol×2=1.6mol，故Cl^-的物质的量浓度为$\frac{1.6mol}{0.4L}$=4mol/L，故答案为：4．

点评 本题考查化学方程式有关计算、氧化还原反应等，（3）中注意利用守恒法进行解答．