题目内容

18．实验室常用MnO2与浓盐酸加热制备Cl2，反应会因盐酸浓度下降而停止．为测定反应残余液中盐酸的浓度，某小组同学提出的下列实验方案：向足量的二氧化锰中加入12.0mL的浓盐酸，加热，反应结束时收集到336mL
Cl2（标准状况）；将反应后得到的残余液过滤、洗涤滤渣，洗涤液和滤液混合；向滤液中加入足量的AgNO3溶液，过滤、洗涤、干燥后得到固体11.48g．计算
（1）参加反应的二氧化锰的质量．
（2）将生成的Cl2通到NaOH溶液中制得100mL消毒液，求消毒液中有效成分的物质的量浓度．
（3）浓盐酸能和二氧化锰反应的生成Cl2的最低浓度（假设反应后残余液体积为12mL）．（保留至0.01）

分析 （1）根据化学反应方程式：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2+2H2O结合产生氯气的物质的量进行计算；
（2）将生成的Cl2通到NaOH溶液中发生反应：Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O，根据c=$\frac{n}{V}$进行计算；
（3）根据二氧化锰的量计算参加氧化还原反应的盐酸的量，用生成沉淀的量计算溶液中氯离子的物质的量，再根据原子守恒计算盐酸的物质的量浓度．

解答 解：（1）反应结束时收集到336mL气体的物质的量为：$\frac{0.336L}{22.4L/mol}$=0.015mol，根据方程式：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，产生0.015mol氯气消耗二氧化锰的物质的量是0.015mol，质量是：0.015mol×87g/mol=1.305g，答：参加反应的二氧化锰的质量是1.305g；
（2）将生成的Cl2通到NaOH溶液中制得100mL消毒液，发生反应：Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O，有效成分是NaClO，0.015mol氯气能产生次氯酸钠是0.015mol，所以c（NaClO）=$\frac{0.015mol}{0.1L}$=0.15mol/L，答：消毒液中有效成分的物质的量浓度是0.15mol/L；
（3）将反应后得到的残余液过滤、洗涤滤渣，洗涤液和滤液混合；向滤液中加入足量的AgNO3溶液，过滤、洗涤、干燥后得到固体11.48g．固体即为AgCl，物质的量是$\frac{11.48g}{143.5g/mol}$=0.08mol，所以溶液中氯离子的物质的量是0.08mol，根据Mn守恒，产生氯化锰中氯离子是0.015mol×2=0.03mol，所以盐酸剩余的量是0.05mol，
盐酸和二氧化锰反应后的溶液中氯离子的物质的量等于未参加氧化还原反应的盐酸的物质的量，生成氯气是0.015mol，此部分来自0.03mol盐酸，所以原来盐酸的物质的量是：0.03mol+0.08mol=0.11mol，浓度是$\frac{0.11mol}{0.012L}$=9.17mol/L，
答：浓盐酸能和二氧化锰反应的生成Cl2的最低浓度是9.17mol/L．

点评 本题考查氧化还原反应有关计算，比较基础，注意利用守恒思想解答即可．

练习册系列答案
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8．能在强酸性溶液中大量共存的一组离子是（　　）
A．K+、Fe2+、Cl-、NO${\;}_{3}^{-}$B．Na+、Ba2+、Cl-、SO${\;}_{4}^{2-}$
C．NH${\;}_{4}^{+}$、Fe3+、Cl-、SCN-D．K+、Mg2+、SO${\;}_{4}^{2-}$、NO${\;}_{3}^{-}$
9．1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g•mL-1、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体 1 120mL（标准状况），向反应后的溶液中加入1.0mol•L-1NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀．下列说法不正确的是（　　）
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B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol•L-1
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6．用NA表示阿伏伽德罗常数的值，下列叙述正确的是（　　）
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13．现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙以及物质C、D、E、F，它们之间能发生如下反应．（图中有些反应的产物和反应条件没有标出）

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（3）若将C溶液与E溶液混合，则可以观察到的现象是：白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色．
（4）若将Na2O2投入到E溶液中，可以观察到的现象是：有气体生成，有红褐色沉淀生成．
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a．碘水     b．氯水     c．NaOH溶液      d．KSCN溶液      e．Na2SO4溶液
（6）向沸水中加入F饱和溶液，可制得一种红褐色液体，该液体是胶体的实验证明方法是：丁达尔效应．
3．香料G的一种合成工艺如下图所示．

核磁共振氢谱显示A有两种峰，其强度之比为1：1．
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CH3CHO+CH3CHO$\stackrel{稀碱}{→}$

$\stackrel{△}{→}$CH3CH═CHCHO+H2O
请回答下列问题：
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10．科学家已发现一种新型氢分子H4，在相同条件下，等质量的H2和H4具有相同的（　　）
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