题目内容

12．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，所用仪器如下图：

（1）连接上述仪器的正确顺序为（填各接口处的字母）：E接C；D接A；B接H；G接F．
（2）装置中饱和食盐水的作用是除去挥发出来的氯化氢气体；氢氧化钠溶液的作用是吸收尾气．
（3）化学实验中常用湿润的淀粉-碘化钾试纸检验是否有氯气产生，如果有氯气产生，可观察到湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝．
（4）装置④中发生反应的化学方程式Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O．
（5）在二氧化锰与浓盐酸反应中，被氧化和未被氧化的盐酸的物质的量之比是1：1，如果将25mL12mol/L的浓盐酸与足量二氧化锰充分反应，实际能收集到的氯气在标准状况 的体积将D．
A．≥1.68L              B．＞1.68L             C．≤1.68L           D＜1.68L
（6）高锰酸钾的氧化性比二氧化锰强得多，实验室可以用=高锰酸钾固体和浓盐酸反应制取氯气，反应方程式如下，配平并用双线桥法标出电子转移的方向和数目：
2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O．

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；吸收过量的氯气，防止污染空气；
（3）根据氯气的氧化性，碘离子的还原性分析氯气和碘化钾反应生成单质碘和氯化钠，碘单质遇淀粉变蓝；
（4）氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
（5）盐酸参与反应生成氯化钾、二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；浓盐酸能够被二氧化锰氧化，稀盐酸与二氧化锰不反应；
（6）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．

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接C；D接A；B接H；G接F，
故答案为：C；D；A；B；H；G；F；
（2）氯化氢极易溶于水，氯气能溶于水，且与水反应，Cl2+H2O=H++Cl-+HClO，食盐水溶液中的氯离子抑制氯气的溶解，降低氯气的溶解度，氢氧化钠溶液吸收过量的氯气，防止污染空气
故答案为：除去挥发出来的氯化氢气体；吸收尾气；
（3）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，氯气和碘化钾反应：2KI+Cl2═2KCl+I2；生成的单质碘，碘遇淀粉变蓝，所以如果有氯气产生，可观察到湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，
故答案为：湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝；
（4）NaOH溶液中发生的反应是氢氧化钠溶液吸收氯气防止污染，反应的化学方程式为：2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O，
故答案为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
（5）盐酸参与反应生成氯化钾、二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：MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，参加反应的4mol HCl中有2 mol被氧化，故被氧化和未被氧化的HCl的物质的量之比为1：1；
假设25mL12mol/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
4HCl～Cl2
4mol　　　 　   1×22.4 L
25×10-3L×12 mol/L　　　V
解之得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：1：1；D；
（6）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：．

点评 本题考查氯气的实验室制备，明确制备原理是解题关键，题目难度中等，旨在考查学生对基础知识的掌握，注意实验装置仪器的连接顺序是实验发生装置→除杂装置→收集装置→尾气处理装置，注意双线桥表示氧化还原反应．

练习册系列答案
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4．运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义
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（已知25℃时Ksp（AgI）=1.0X10-16Ksp（Ag2S）=6.3X10-50）
1．一定量的Na2CO3中，碳原子和氧原子的物质的量之比为1：3．
2．汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NO等有害气体物质，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”（用铂、钯合金作催化剂）．它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的二种无毒气体．
（1）汽车尾气中NO的来源是C．
A．汽油、柴油的燃烧产物
B．是空气中的N2与汽油、柴油的反应产物
C．是空气中的N2与O2在汽车气缸内的高温环境下的反应产物
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（2）CO与NO反应的化学方程式为2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO2+N2，其中氧化剂是NO，氧化产物是CO2．
（3）控制或者减少城市汽车尾气污染的方法可以有ABD．
A．开发氢能源   B．使用电动车   C．禁止车辆行驶   D．使用乙醇汽油．

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