题目内容

7．在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气．进行此实验，所用仪器如图：
（1）连接上述仪器的正确顺序（填各接口处的字母）：E接C；D接A；B接G；H接F．
（2）装置中，饱和食盐水的作用是除去挥发出的氯化氢气体，抑制氯气在水中的溶解度；NaOH溶液的作用是吸收多余的氯气．
（3）化学实验中常用湿润的淀粉-KI试纸检验是否有Cl2产生．如果有Cl2产生，可观察到湿润的淀粉-KI试纸变蓝，
（4）写出下列化学反应的方程式：
①气体发生装置中进行的反应：MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O
②NaOH溶液中发生的反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
（5）KMnO4的氧化性比MnO2强得多，实验室可以用KMnO4固体和浓盐酸反应制取氯气，反应方程式如下：
2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O．
①请用“双线桥”标出电子转移的方向和数目：
2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O．
②该反应中被氧化和未被氧化的盐酸的物质的量之比是5：3，如果将20ml 12mol•L-1的浓盐酸与足量KMnO4充分反应，实际能收集到的氯气在标准状况下的体积将D．
A．≥1.68L              B．＞1.68L             C．≤1.68L              D．＜1.68L．

分析 （1）在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气，需要发生装置生成氯气，用饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气，导气管长进短处收集氯气，最后用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气；
（2）饱和食盐水是用来除去氯气中的氯化氢气体，降低氯气的溶解度；NaOH溶液用于吸收尾气；
（3）氯气具有氧化性遇到淀粉碘化钾溶液会氧化碘离子为单质碘遇淀粉变蓝；
（4）①气体发生装置是二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气的反应；
②氯气有毒用氢氧化钠溶液吸收，氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
（5）①根据反应中Mn元素的化合价降低、Cl元素的化合价升高来分析转移的电子数，并用双线桥标出下列反应方程式电子的转移方向和数目；
②盐酸参与反应生成氯化钾、氯化锰时化合价不变未被氧化，生成氯气时被氧化，根据反应及Cl原子守恒来分析；浓盐酸能够被高锰酸钾氧化，稀盐酸与高锰酸钾不反应．

解答 解：（1）在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气，需要发生装置生成氯气，用饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气，导气管长进短处收集氯气，最后用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，装置连接顺序是E、C、D、A、B、G、H、F；
故答案为：E、C、D、A、B、G、H、F；
（2）饱和食盐水是用来除去氯气中的氯化氢气体，降低氯气的溶解度；氯气属于有毒气体，要进行尾气处理，即用NaOH溶液吸收多余的氯气；
故答案为：除去挥发出的氯化氢气体，抑制氯气在水中的溶解度；吸收多余的氯气；
（3）氯气具有氧化性，遇到淀粉碘化钾溶液会氧化碘离子为单质碘，碘单质遇淀粉变蓝；
故答案为：湿润的淀粉-KI试纸变蓝；
（4）①气体发生装置是二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气的反应，反应的化学方程式为：MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，
故答案为：MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O；
②氯气有毒用氢氧化钠溶液吸收，氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的化学方程式为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
故答案为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
（5）①反应2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O中，Mn元素的化合价由+7降低为+2，得到的电子为2×（7-2）e-=10e-，Cl元素的化合价由-1升高为0，失去的电子为5×2×（1-0）e-=10e-，双线桥标出反应中电子的转移方向和数目为，
故答案为：；
②盐酸参与反应生成氯化钾、氯化锰时化合价不变未被氧化，生成氯气时被氧化，依据方程式：2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，参加反应的16 mol HCl中有10 mol被氧化，故被氧化和未被氧化的HCl的物质的量之比为5：3；
假设20 mL 12 mol/L的浓盐酸完全反应，则生成Cl2的体积为V，则依据化学方程式得
16 HCl～～～～～～～5Cl2
16 mol　　　 　           5×22.4 L
20×10-3L×12 mol/L　　　 V
解得V=1.68 L，
由于浓盐酸浓度减小到一定程度后，反应就不能发生，故生成气体的体积小于1.68 L，
故答案为：5：3；D．

点评 本题考查了氯气的实验室制备和性质的检验、氧化还原反应，熟悉氯气的性质和制备原理、明确元素的化合价变化及氧化还原反应规律是解题关键，题目难度中等，注意双线桥表示氧化还原反应的注意事项．

练习册系列答案
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15．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．标准状况下，1LC2H5OH燃烧后生成的CO2分子数约为$\frac{{N}_{A}}{11.2}$
B．电解食盐水水时，当产生22.4LH2时，电路中转移的电子数为2NA
C．标准状况下，11.2LCH4和C2H4混合气体中含有碳原子的数目为2NA
D．NH3易溶于水，3.4gNH3溶于1LH2O，溶液中氮原子总数为0.6NA
16．KMnO4能将草酸（H2C2O4）氧化．在25℃下，某同学欲通过对比实验探究初始pH和草酸浓度对该反应速率的影响．完成实验设计表，表中不要留空格．
 初始pH V（KMnO4）/mL V（H2C2O4）/mL V（H2O）/mL
 ① 420 10 
 ② 5 10 5 
 ③  20 10
（2）某同学欲利用高锰酸钾法测定碳酸钙样品中钙的含量．过程如下：
步骤Ⅰ称取2.50g碳酸钙试样，溶解于稀盐酸，以CaC2O4形式沉淀钙．
沉淀Ⅱ将沉淀过滤洗涤，溶于稀硫酸后定容在250mL容量瓶中．
步骤Ⅲ每次取20.00mL溶液，用0.020mol/L KMnO4标准溶液滴定，三次滴定消耗标准液的平均体积为36.42mL．
①滴定过程中用到的玻璃仪器有酸式滴定管、锥形瓶，滴定终点的现象是加入最后一滴KMnO4溶液，溶液变为浅红色，浅红色30s内不褪去，说明滴定到终点．
②步骤Ⅱ中若将沉淀溶于稀盐酸，会使测定结果偏高（填“偏高”“偏低”或“无影响”）．
③试样中钙的质量分数是91.05%．
13．温度为298K，压力为101.325kpa，0.6L气体的质量1.08g，求此气体的相对分子质量．
2．反应NO+O2+NO2+H2O→HNO3是多组化学计量数的化学方程式，当氧气有$\frac{1}{3}$被NO还原时，此方程式中各物质的化学计量数依次为（　　）
A．4、9、24、14、28B．1、1、1、1、2C．8、9、12、10、20D．任意比均可
12．实验室里用如图所示装置制取纯净的无水CuCl2．

试回答下列问题：
（1）写出烧瓶中发生反应的化学方程式：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2 ↑+2H2O．
（2）B处盛有饱和食盐水，其作用是除去Cl2中的HCl．
（3）C处盛放的试剂浓硫酸（填名称），其作用是干燥Cl2．
（4）E处盛有氢氧化钠溶液（填名称），发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O．
19．溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：
苯溴溴苯
密度/g•cm-30.883.101.50
沸点/℃8059156
水中溶解度微溶微溶微溶
按下列合成步骤回答问题：
（1）在a中加入15mL无水苯和少量铁屑，在b中小心加入4.0mL液态溴，向a中滴入几滴溴，有白色烟雾产生，是因为生成了HBr气体，继续滴加液溴滴完．装置d的作用是吸收HBr和Br2；a中发生的化学反应方程式+Br2$\stackrel{Fe}{→}$+HBr．
（2）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：
①向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；
②滤液依次用10mL水、8mL 10%的NaOH溶液、10mL水洗涤．
NaOH溶液洗涤的作用是除去HBr和未反应的Br2；
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤．
加入氯化钙的目的是干燥；
（3）经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为苯，要进一步提纯，下列操作中必须的是C（填入正确选项前的字母）；
A．重结晶          B．过滤          C．蒸馏          D．萃取
（4）在该实验中，a的容积最适合的是B（填入正确选项前的字母）．
A．25mL         B．50mL          C．250mL         D．500mL．
16．丙烯酸乙酯（CH2═CHCOOCH2CH3，密度为0.94g/mL）可广泛用于涂料、粘合剂的制造、皮革加工等方面．某实验小组利用如图所示的装置合成丙烯酸乙酯（部分夹持及加热装置已省略）．
（1）仪器A中弯管a的作用是保持三颈烧瓶与滴液漏斗内压强相同，便于液体滴下（或“恒压管”），
A的名称是c（从下面的四个选项中选取）
a．冷凝管             b．分液漏斗
c．滴液漏斗           d．长颈漏斗
（2）仪器C中冷水应从c口进入，仪器C除
起冷凝管作用外，还兼有回流易挥发性物质的作用．
（3）实验开始时将94mL丙烯酸（CH2═CHCOOH，密度为1.05g/mL）置于仪器B中，通过仪器A加入过量的乙醇与浓硫酸的混合液体．边搅拌边缓缓滴入乙醇与浓硫酸的混合液．充分反应后得到酯、硫酸、乙醇、丙烯酸、水的混合物，可利用如下试剂和方法进行提纯：①加适量水后分液；②加适量饱和Na2CO3溶液后分液；③用无水Na2SO4干燥，则操作的顺序为①②③，分液过程中，目标产物离开相应仪器的方法是从分液漏斗上口倒出．
（4）最后得到100mL干燥的丙烯酸乙酯，则酯的产率为68.6%．
17．硼与铝为同族元素．据报道硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导的最高纪录，硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛；硼酸（H3BO3）是极弱的一元弱酸．硼镁矿主要成分为Mg2B2O5•H2O，用硼镁矿、碳铵法实验室制备硼酸的主要流程如下：

请回答：
（1）步骤①中实验室需要把硼镁矿放在坩埚仪器中焙烧（填实验仪器）．
（2）步骤③中采用减压过滤，该小组同学所用的装置如图1所示，若实验过程中发现倒吸现象，应采取最简单的实验操作是打开旋塞K；从NH4H2BO3溶液获得硼酸晶体蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥获得硼酸晶体，下列实验条件容易使得到的硼酸晶体有较大颗粒的是C．
A．较高温度下快速蒸发
B．用冰水冷却 NH4H2BO3溶液
C．采用较稀的NH4H2BO3溶液
（3）硼酸是极弱的一元弱酸，用离子方程式表示硼酸溶液显酸性的原因H3BO3?H++H2O+BO2-；硼酸溶解度如图2所示，从操作③中获得H3BO3晶体需要洗涤、干燥，洗涤过程中需要用冷水（填“冷水”或“热水”），你的理由是硼酸溶解度随着温度升高增大较快，用冷水洗涤能减少硼酸溶解损失；

（4）测定硼酸晶体纯度的试验方法是，取0.500 0g样品与锥形瓶中，滴加甘油，微热使样品溶解，迅速冷却至室温，滴加指示剂，用NaOH标准溶液滴定至15.80mL时到达终点．已知：每1.00mLNaOH滴定液相当于30.92mg的H3BO3，则该样品中H3BO3的质量分数为97.71%．

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