Question

15．在实验室中用二氧化锰和浓盐酸反应制备干燥的氯气，装置图如图：

制备氯气的反应方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
（1）在上述反应中，每消耗0.4mol HCl，转移电子数为0.2mol，生成的Cl₂的质量为7.1g．
（2）C中装有饱和食盐水，其作用是吸收挥发的HCl气体．
（3）D中所盛试剂是浓H₂SO₄，作用是吸收水蒸气（或干燥Cl₂）．
（4）E用的是向上排空气法收集气体．
（5）F中盛放的试剂是NaOH溶液，反应的离子方程式为Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）依据方程式MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O可知，参加反应的氯化氢有4mol，只有2mol做还原剂被氧化，生成1mol氯气，转移2，mol电子，据此分析解答；
（2）（3）浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有氯化氢、水蒸气杂质，依据氯化氢在饱和食盐水中溶解度不大，浓硫酸具有吸水性的性质可以依次通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去氯化氢，通过盛有浓硫酸的洗气瓶除去水蒸气；
（4）依据氯气密度大于空气密度解答；
（5）氯气有毒，直接排放能引起空气污染，氯气能够与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠水．

解答 解：（1）在MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O反应中，每消耗0.4mol HCl，则有0.2mol氯化氢做还原剂，被氧化生成0.1mol氯气，质量为：0.1mol×71g/mol=7.1g；转移电子数为0.2mol；
故答案为：0.2mol；7.1g；
（2）浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有氯化氢，氯化氢在饱和食盐水中溶解度不大，所以可以通过盛有饱和食盐水的洗气瓶C除去氯化氢；
故答案为：吸收挥发的HCl气体；
（3）制备的氯气中含有水蒸汽，浓硫酸具有吸水性，通过盛有浓硫酸的洗气瓶D可以除去氯气中的水蒸气；
故答案为：浓H₂SO₄；吸收水蒸气（或干燥Cl₂）；
（4）氯气密度大于空气密度，应采用向上排空气法收集；
故答案为：上；
（5）氯气有毒，直接排放能引起空气污染，氯气能够与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠水，离子方程式：Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O，所以可以用盛放氢氧化钠溶液的F吸收过量的氯气；
故答案为：NaOH溶液；Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O．

点评 本题考查了氯气的实验室制备，明确氯气实验室制备原理和性质是解题关键，题目难度不大．