Question

3．已知实验室制取氯气的反应为：MnO₂+4HCl（浓）→MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，取10.44g二氧化锰跟100mL12mol/L浓盐酸充分反应，求：
（1）在标准状况下生成多少升Cl₂？
（2）发生氧化反应的HCl的物质的量是多少？
（3）向反应后的溶液中加入过量的AgNO₃溶液，则能生成多少克白色沉淀？

Answer 1

分析 （1）根据n=$\frac{m}{M}$计算出二氧化锰的物质的量，再根据n=cV计算出100mL12mol/L浓盐酸中含有HCl的物质的量，结合反应方程式判断过量情况，根据不足量计算出生成氯气的物质的量，最后根据V=nVm计算出生成氯气在标准状况下的体积；
（2）HCl被氧化生成氯气，根据氯气的物质的量及Cl盐酸守恒计算出发生氧化反应的HCl的物质的量；
（3）加入过量硝酸银溶液反应生成AgCl沉淀，根据Cl元素守恒可计算出生成氯化银的物质的量，然后根据m=nM计算出生成氯化银的质量．

解答 解：（1）10.44g二氧化锰的物质的量为：$\frac{10.44g}{87g/mol}$=0.12mol，100mL12mol/L浓盐酸中含有HCl的物质的量为：12mol/L×0.1L=1.2mol，
根据反应MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O可知，0.12mol二氧化锰完全反应消耗HCl的物质的量为：0.12mol×4=0.48mol＜1.2mol，说明浓盐酸过量，生成的氯气按照二氧化锰的量计算，
MnO₂+4HCl（浓）→MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
 1                                        1
0.12mol                            n（Cl₂）
则生成氯气的物质的量为0.12mol，标准状况下0.12mol氯气的体积为：22.4L/mol×0.12mol=2.688L，
答：在标准状况下生成2.688LCl₂；
（2）反应MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O中HCl被氧化生成氯气，根据Cl元素守恒可知发生氧化反应的HCl的物质的量为：n（HCl）=2n（Cl₂）=0.12mol×
2=0.24mol，
答：发生氧化反应的HCl的物质的量为0.24mol；
（3）100mL12mol/L浓盐酸中含有HCl的物质的量为1.2mol，被氧化生成氯气的HCl的物质的量为0.24mol，则反应后溶液中含有氯离子的物质的量为：1.2mol-0.24mol=0.96mol，
根据Cl元素守恒可知生成AgCl的物质的量为0.96mol，质量为：143.5g/mol×0.96mol=137.76g，
答：向反应后的溶液中加入过量的AgNO₃溶液，则能生成137.76g AgCl白色沉淀．

点评 本题考查了氧化还原反应计算，题目难度中等，明确氧化还原反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用，试题培养了学生的化学计算能力．