题目内容

3．如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ是常见的气体制备，净化，收集装置，根据要求回答下列问题：

（1）若用MnO2与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生装置Ⅰ，用化学方程式表示制取氯气的反应原理是MnO2+4HC1（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnC12+C12↑+2H2O．
（2）若用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生装置Ⅲ，试完成并配平下列离子方程式：2MnO${\;}_{4}^{-}$+10Cl-+16H+═2Mn2++5Cl2↑+8H2O．
（3）若选用MnO2与浓盐酸反应制取的氯气含有杂志气体和．可以选择Ⅴ装置来除杂，装置中盛放的溶液依次为饱和食盐水和浓硫酸．
（4）若选用Ⅳ为氯气的收集装置，应该在试管口放置一团棉花，该棉花团应用氢氧化钠溶液浸湿，其作用是吸收过量氯气，防止空气污染．
（5）若选用Ⅴ为氯气收集装置，则氯气应从A口通入．用化学方法检验氯气收集满了的方法是湿润的淀粉碘化钾试纸
（6）氯气有毒，可选择通过氢氧化钠溶液来处理尾气．发生的离子方程式为2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O．

分析 （1）根据反应物的状态及反应条件确定反应装置；二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水，注意二氧化锰和浓盐酸反应但不与稀盐酸反应；
（2）高锰酸钾与浓盐酸不需要加热即可制备氯气，分析反应中元素化合价变化，依据氧化还原反应得失电子守恒、原子个数守恒配平方程式；
（3）制取的氯气中含有氯化氢、水蒸气杂质，依次通过盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶除去；
（4）氯气有毒，直接排放能够引起空气污染，氯气能够与碱反应可以用氢氧化钠溶液吸收；
（5）氯气密度大于空气密度，应选择向上排气法收集，氯气具有氧化性能氧化碘离子生成单质碘；
（6）氯气有毒，直接排放能够引起空气污染，氯气能够与碱反应可以用氢氧化钠溶液吸收，二者反应生成氯化钠、次氯酸钠和水．

解答 解：（1）二氧化锰和浓盐酸的反应是固液混合加热型，所以选择Ⅰ装置；在加热条件下，二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水，MnO2+4HC1（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnC12+C12↑+2H2O，
故答案为：Ⅰ；MnO2+4HC1（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnC12+C12↑+2H2O；
（2）高锰酸钾与浓盐酸不需要加热即可制备氯气，所以选择装置Ⅲ制备；反应中KMnO4+→MnCl2，Mn元素化合价由+7降低为+2，共降低5价，Cl（浓）→Cl2，Cl元素化合价由-1价升高为0价，共升高为2价，化合价升降最小公倍数为10，故KMnO4的系数为2，Cl2的系数为5，再根据原子守恒配平其它物质的系数，配平后的方程式为：2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，离子方程式为：2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，；
故答案为：Ⅲ；2，10，16，2，5，8H2O；
（3）制取的氯气中含有氯化氢、水蒸气杂质，依次通过盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶除去；
故答案为：Ⅴ；饱和食盐水；浓硫酸；
（4）氯气有毒，直接排放能够引起空气污染，氯气能够与碱反应可以用氢氧化钠溶液吸收，所以若选用Ⅳ为氯气的收集装置，应该在试管口放置一团棉花，该棉花团应用氢氧化钠溶液浸湿，其作用是吸收过量氯气，防止空气污染；
故答案为：氢氧化钠溶液；吸收过量氯气，防止空气污染；
（5）氯气密度大于空气密度，应选择向上排气法收集，若选用Ⅴ为氯气收集装置，应长进短出，即从A口入；氯气具有氧化性能氧化碘离子生成单质碘，碘遇到淀粉变蓝，所以可以用湿润的淀粉碘化钾试纸；
故答案为：A；湿润的淀粉碘化钾试纸；
（6）氯气有毒，直接排放能够引起空气污染，氯气能够与碱反应可以用氢氧化钠溶液吸收，二者反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式：2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O；
故答案为：氢氧化钠；2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O．

点评 本题考查了氯气的实验室制备原理及装置选择，难度不大，熟悉氯气制备原理及性质是解题关键，注意根据反应物的状态及反应条件选择相应的装置．

练习册系列答案
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