题目内容

5．氯气在生产生活中应用广泛．
实验室可用MnO2与浓盐酸反应制取，反应原理如下：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O
（1）若制得标准状况下11.2L Cl2，则被氧化的HCl为1mol．
（2）多余的氯气可用NaOH溶液吸收，反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O．工业上也可用MnSO4溶液吸收氯气，获得Mn2O3，Mn2O3广泛应用于电子工业、印染工业等领域．请写出该化学反应的离子方程式2Mn2++Cl2+3H2O═Mn2O3+6H++2Cl-．
（3）海底蕴藏着丰富的锰结核矿，其主要成分是MnO2．1991年由Allen等人研究，用硫酸淋洗后使用不同的方法可制备纯净的MnO2，其制备过程如图所示：

①步骤I中，试剂甲必须具有的性质是b（填序号）．
a． 氧化性b．还原性c．酸性
②步骤Ⅲ中，以NaClO3为氧化剂，当生成0.050mol MnO2时，消耗0.10mol•L-1 的NaClO3溶液200mL，该反应的离子方程式为2ClO3-+5Mn2++4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+．
（4）用100mL 12.0mol•L-1的浓盐酸与足量MnO2混合后，加热，反应产生的氯气物质的量远远少于0.30mol，请你分析可能的原因为随着反应的进行，盐酸浓度减小，反应终止．

分析 本题考查氯气的实验室制备原理的分析及用NaOH溶液或MnSO4溶液吸收尾气，另外还探究了MnO2的不同制法，具体是将+2价锰选用氧化剂或通过电解的方法进行氧化得到，重点考查的通过离子方程式讨论反应原理；
（1）n（Cl2）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，结合反应的化学方程式计算；
（2）氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；可用MnSO4溶液吸收氯气，获得Mn2O3，结合质量守恒、电子守恒和电荷守恒可写出此反应的离子方程式；
（3）①步骤I中，Mn元素的化合价由+4价降低为+2价；
②步骤Ⅲ中，以NaClO3为氧化剂，当生成0.050mol MnO2时，消耗0.10mol•L-1 的NaClO3溶液200mL，利用电子守恒确定还原产物，以此书写离子反应．
（4）根据稀盐酸与二氧化锰不反应进行判断．

解答 解：（1）n（Cl2）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，由方程式可知，当有0.5mol氯气生成时，有1molHCl被氧化，故答案为：1；
（2）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子反应方程式为Cl2+2OH?=Cl-+ClO-+H2O，MnSO4溶液吸收氯气，生成Mn2O3，氯气被还原为Cl-，离子方程式为 2Mn2++Cl2+3H2O═Mn2O3+6H++2Cl-，故答案为：Cl2+2OH?=Cl-+ClO-+H2O；2Mn2++Cl2+3H2O═Mn2O3+6H++2Cl-；
（3）①步骤I中，Mn元素的化合价由+4价降低为+2价，则试剂甲应具有还原性，故答案为：b；
②步骤Ⅲ中，以NaClO3为氧化剂，当生成0.050mol MnO2时，消耗0.10mol•L-1 的NaClO3溶液200mL，设还原产物中Cl的化合价为x，则由电子守恒可知，0.05mol×（4-2）=0.1mol/L×0.2L×（5-x），解得x=0，即生成氯气，则离子反应为2ClO3-+5Mn2++4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+，故答案为：2ClO3-+5Mn2++4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+；
（4）用100mL12.0mol•L-1的浓盐酸与足量MnO2混合后，加热，随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐降低，还原性逐渐减弱，则生成的氯气的物质的量小于0.30mol，故答案为：随着反应的进行，盐酸浓度减小，反应终止．

点评 本题以氯气及其化合物的性质考查氧化还原反应，明确信息及流流程中Mn元素的化合价变化、电子守恒即可解答，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
15．下面有关氧化还原反应的叙述中，正确的是（　　）
A．肯定有一种元素被氧化，另一种元素被还原
B．反应中电子可以在同种元素间转移
C．非金属单质在反应中只作氧化剂
D．金属原子失电子越多，其还原性越强
16．向含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中通入足量的SO2，有白色沉淀生成，向过滤后的滤液中滴入KSCN溶液，无明显现象，由此得出的正确结论是（　　）
A．白色沉淀是BaSO3B．白色沉淀是BaSO3和BaSO4的混合物
C．白色沉淀是BaSO4D．FeCl3已全部被氧化为FeCl2
13．某研究小组探究SO2和Fe（NO3）3溶液的反应，其反应装置如图所示：

已知：l．0mol•L-1的Fe（NO3）3溶液的pH=l，请回答下列问题：
（1）装置A中反应的化学方程式是Na2SO3+H2S04（浓）=Na2S04+SO2↑+H2O．
（2）为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前进行的操作是关闭分液漏斗活塞，打开弹簧夹，向装置中通入一段时间的N2，关闭弹簧夹．
（3）装置B中产生了白色沉淀，其成分是BaS04，说明SO2具有还原性．
分析B中产生白色沉淀的原因：
猜想1：SO2与Fe3+反应；
猜想2：在酸性条件下SO2与NO${\;}_{3}^{-}$反应；
猜想3：…
（4）甲同学从装置B中取出适量反应后的溶液，能使KMnO4溶液褪色．
【得出结论】：猜想1成立．其结论正确吗？否（填是或否）．
若不正确，理由是可能SO2过量，溶解的SO2也能使KMnO4溶液褪色（正确无需回答）．
（5）乙同学设计实验验证猜想2，请帮他完成下表中内容（提示：NO${\;}_{3}^{-}$在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生．除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有：NaNO3固体和盐酸等．）
实验步骤（不要求写具体操作过程）预期现象和结论
①用NaNO3和盐酸配成pH=1，
C（NO3-）=3mol•L-1的溶液，并替换装置B中的Fe（NO3）3溶液．
②打开弹簧夹，向装置中通入一段时间的N2，关闭弹簧夹．再打开分液漏斗活塞，向三颈烧瓶中滴加浓硫酸．
若装置B中有白色沉淀生成，猜想2成立．否则，猜想2不成立．
（6）在实际操作中，当SO2通入Fe（NO3）3溶液时观察到的现象；溶液由黄色变为浅绿色，接着又变为黄色，请用相关离子方程式表示其过程SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+、3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O．
20．实验室用如图所示装置制备氯气并进行一系列相关的实验（夹持设备已省略）．
（1）a、b两仪器的名称是：a分液漏斗；b圆底烧瓶．
（2）洗气装置B是为了除去Cl2中的HCl气体，应放入的试剂是饱和食盐水；同时装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象：B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱．
（3）制备氯气选用的药品为：漂粉精固体 主要成分为Ca（ClO）2和浓盐酸，相关的化学反应方程式为Ca（ClO）2+4HCl（浓）=CaCl2+2Cl2↑+2H2O．
（4）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入c．
abcd
Ⅰ干燥的有色布条干燥的有色布条湿润的有色布条湿润的有色布条
Ⅱ碱石灰硅胶无水氯化钙浓硫酸
Ⅲ湿润的有色布条湿润的有色布条干燥的有色布条干燥的有色布条
（5）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性．当向D中缓缓通入一定量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为黄色，说明非金属性氯大于溴（填“大于”或“小于”）．
（6）打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡．观察到的现象是E中溶液分为两层，上层（苯层、油层或有机层均可）为紫红色．
（7）F处为尾气吸收装置，写出实验室利用烧碱溶液吸收Cl2的离子方程式Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O．
10．现有mA（s）+nB（g）?qC（g）△H＜0的可逆反应，在一定温度下达平衡时，B的体积分数ψ（B）和压强p的关系如图所示，则下列有关该反应的描述正确的是（　　）
A．m+n＜qB．n＞q
C．x点的混合物中v（正）＜v（逆）D．x点比y点的正反应速率小
17．下列说法或做法正确的是（　　）
A．用蒸发皿加热蒸发溶液时，盛液体的量不能超过其容积的$\frac{1}{3}$
B．用托盘天平可称10.50g K2SO4晶体
C．用10mL量筒量取8.50mL稀H2SO4溶液
D．加热坩埚不需要垫石棉网
14．已知SO32-+I2+H2O=SO42-+2I-+2H+．某溶液中可能含有I-、NH4+、Cu2+、SO32-，向该无色溶液中加入少量溴水，溶液仍呈无色．则下列关于该溶液组成的判断正确的是（　　）
A．肯定不含I-B．肯定不含Cu2+C．可能含有SO32-D．肯定不含有NH4+
15．某地煤矸石经预处理后含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：

（1）“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O．
（2）“酸浸”时，提高浸出速率的具体措施有酸的浓度、温度．（写出两个）
（3）“碱溶”的目的是发生反应为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，将Al（OH）3 转化为AlO2-，以便和Fe（OH）3分离．物质X的化学式为CO2．
（4）从流程中分离出来的Fe（OH）3沉淀可在碱性条件下用KClO溶液处理，制备新型水处理剂高铁酸钾（K2FeO4），该反应的离子方程式为：2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O．
（5）若根据过滤出的Fe（OH）3沉淀来推算煤矸石中Fe2O3的含量，须将沉淀清洗干净，检验沉淀是否洗干净的具体操作方法是取最后一次洗涤液的滤液少许于试管中，滴入几滴稀硝酸酸化的硝酸银溶液，观察是否有沉淀生成，若无沉淀生成，则说明沉淀已洗干净，否则沉淀未洗干净．

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