Question

3．实验室里用二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气，该反应的化学方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，也可利用反应2KMn₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O制取并收集纯净、干燥的氯气，部分装置如图所示．

（1）若以KMnO₄和浓盐酸为原料制取氯气，请根据反应原理从下图中选择合适的制气装置b（填代号）．

（2）装置B的作用是除去氯气中的氯化氢．
（3）E中的试剂可选用A（填序号）．
A．NaOH溶液   B、NaCl溶液   C、浓H₂SO₄  D、水
（4）某学生通过下列两种方式制取氯气：
①用8.7g MnO₂与足量浓盐酸反应制取Cl₂；
②用含14.6g HCl的浓盐酸与足量MnO₂反应制取Cl₂．
这两种方式产生Cl₂的量的关系是A．
A．①多    B．②多    C．①②一样多．

Answer 1

分析 实验室里用二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气，二者加热生成氯化锰、氯气和水；
（1）依据方程式2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O确定反应物状态和反应条件，据此选择发生装置；
（2）浓盐酸具有挥发性，制备的氯气中含有氯化氢，依据氯化氢、氯气在饱和食盐水溶解性不同选择除去氯化氢试剂；
（3）氯气有毒能够引起空气污染，不能直接排放，应进行尾气处理，E中试剂应能够与氯气反应吸收氯气；
（4）根据MnO₂与浓HCl反应，随着反应的进行，浓HCl变稀，稀盐酸不能与MnO₂反应，MnO₂足量时，不能准确计算出氯气的量，浓盐酸足量时，能根据MnO₂的质量计算出氯气的量．

解答 解：二氧化锰和浓盐酸加热生成氯化锰、氯气和水，反应的方程式：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（1）依据方程式2KMnO₄+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，反应物状态为固体与液体，反应条件为不加热，所以应选择装置b做发生装置；
故答案为：b；
（2）浓盐酸具有挥发性，制备的氯气中含有氯化氢，氯化氢易溶于水，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，所以可以选择盛有饱和食盐水的B装置除去氯气中的氯化氢；
故答案为：除去氯气中的氯化氢；
（3）氯气有毒能够引起空气污染，不能直接排放，应进行尾气处理，E作用为吸收过量的氯气，
浓硫酸不与氯气反应，不能吸收氯气，氯气在水中、氯化钠溶液中溶解度不大，所以不能用来吸收氯气，氢氧化钠溶液能与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，可以用来吸收过量的氯气；
故选：A；
（4）依据方程式：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
                 87g   146g               1mol
                 8.7g   14.6g             0.1mol
若①用8.7g MnO₂与足量浓盐酸反应制取Cl₂，则生成氯气的物质的量为0.1mol；
②用含14.6g HCl的浓盐酸与足量MnO₂反应制取Cl₂，因为随着反应进行盐酸浓度降低，变为稀盐酸，所以14.6g氯化氢不能完全反应，所以生成的氯气的物质的量小于0.1mol；
故选：A．

点评 本题考查氯气的制备，题目难度不大，熟悉氯气制备原理及发生装置选择依据是解题关键，注意氯气的实验室制法以及浓稀盐酸的性质的差异性，注意稀盐酸与二氧化锰不反应，题目难度不大．