Question

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）：

 

接

 

；

 

接

 

；

 

接

 

；

 

接

 

．
（2）装置中，饱和食盐水的作用是

 

；NaOH溶液的作用

 

．
（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

 

，反应方程式

 

．
（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：

 

；  ②NaOH溶液中发生的反应：

 

．
（5）KMnO₄的氧化性比MnO₂强得多，实验室也可以用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；
②该反应中被氧化和未被氧化的HCl的物质的量之比是

 

，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

 

．
A．≥1.68L　　　　　B．＞1.68L     C．≤1.68L          D．＜1.68L．

Answer 1

考点：氯气的实验室制法,氧化还原反应

专题：实验题,氧化还原反应专题

分析：（1）根据实验室制备气体装置的一般连接顺序：发生装置→净化装置→收集装置→尾气处理装置解答；
（2）根据氯气、氯化氢的性质分析；
（3）氯气具有强的氧化性，能够氧化碘化钾生成单质碘，碘与淀粉变蓝；
（4）二氧化锰与浓盐酸在加热的条件下反应生成氯化锰、氯气和水；
氯气能够与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）实验室制备气体装置的一般连接顺序：发生装置→净化装置→收集装置→尾气处理装置，
故答案为：E；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，所以通常用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢；氯气是一种有毒的气体，直接排放到空气能够污染空气，能够被氢氧化钠吸收；
故答案为：除去氯气中的HCl杂质；吸收过量的氯气；
（3）氯气具有强的氧化性，能够氧化碘化钾生成单质碘，反应的化学方程式为：2KI+Cl₂═2KCl+I₂；淀粉遇碘变蓝色；
故答案为：试纸变蓝；2KI+Cl₂═2KCl+I₂；
（4）二氧化锰与浓盐酸反应的方程式为：MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
氢氧化钠与氯气反应的方程式为：2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O；
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；2NaOH+Cl₂═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：5：3；D．

点评：本题考查了氯气的实验室制备和性质的检验，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．