Question

1．某研究性学习小组得到一块软锰矿样品，其主要成分为二氧化锰（MnO₂）和石英（SiO₂）．为了制取Cl₂和探究氯及其化合物的相关性质，进行如下实验．
【反应原理】（1）完成图1中的离子反应方程式MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O：
若要生成标况下5.6L氯气转移的电子数为0.5N_A个．
【制取气体】
（2）取适量矿样置于烧瓶中，加入足量浓盐酸并加热，充分反应后，烧瓶中残留的固体是石英（SiO₂）．
（5）如图3，写出D中反应的化学方程式：2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O．

（3）收集氯气应将图1导管的a接口与图2的导管的b接口连接（填“b”或“c”）
【实验探究】
（4）把红热的铁丝伸入盛有氯气的集气瓶中，铁丝燃烧产生棕褐色的烟．反应的化学方程式是2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2FeCl₃．
【联系实际】
（6）某氯碱工厂的氯气管道发生泄漏，以下采取的措施正确的是AC（填序号）．
A．将人群向高处疏散
B．将人群向低处疏散
C．关闭氯气管道，用碱液浸泡过的棉布覆盖泄漏部位
D．关闭氯气管道，用饱和NaCl溶液浸泡过的棉布覆盖泄漏部位．

Answer 1

分析 （1）实验室利用浓盐酸和二氧化锰混合加热制氯气，发生反应的化学方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，据此写出此反应的离子方程式；此反应中氯元素化合价从-1升高为0价，每生成1个氯分子转移2个电子；
（2）软锰矿样品，其主要成分为二氧化锰（MnO₂）和石英（SiO₂），加入浓盐酸加热反应生成氯化锰，氯气和水，样品中的二氧化硅不溶；
（5）利用D中NaOH溶液吸收含有氯气的尾气，生成NaCl、NaClO和水，根据电子守恒和原子守恒写出此反应的化学方程式；
（3）依据氯气的密度大于空气的密度分析；
（4）铁在氯气中燃烧生成红褐色烟氯化铁固体小颗粒；
（6）氯气是黄绿色有毒气体，密度比空气大，且氯气的溶解性较小，1体积的水能溶解2体积的氯气，氯气能和水反应生成酸，所以氯气能和碱反应生成盐和水；

解答 解：（1）根据浓盐酸和二氧化锰混合加热制氯气的化学方程式改写得离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，当生成5.6L氯气，即氯气的物质的量为$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，转移电子数为0.25mol×2=0.5mol=0.5N_A；故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；0.5N_A；
（2）软锰矿样品，其主要成分为二氧化锰（MnO₂）和石英（SiO₂），加入浓盐酸加热反应生成氯化锰，氯气和水，MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，生成的氯化锰溶于水，样品中的二氧化硅不溶，所以烧瓶中残留的固体是二氧化硅固体；
故答案为：石英（SiO₂）；
（5）D中用NaOH吸收氯气发生反应的化学方程式为2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O，故答案为：2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O；
（3）氯气的密度大于空气的密度，收集氯气的方法是向上排气法收集，导气管长进短处，图1导管的a接口与图2的导管的b接口连接；
故答案为：b；
（4）把红热的铁丝伸入盛有氯气的集气瓶中，铁丝燃烧产生棕褐色的烟，是铁在氯气中燃烧生成氯化铁的反应过程，反应的化学方程式为：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2FeCl₃；
故答案为：2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2FeCl₃；
（6）A．氯气的密度大于空气的密度，所以和空气混合时，氯气在下方，空气在上方，所以发生氯气泄漏时，不能向地势低的地方撤离，应向高处疏散，故A正确；
B．氯气的密度大于空气的密度，所以和空气混合时，氯气在下方，空气在上方，所以发生氯气泄漏时，不能向地势低的地方撤离，应向高处疏散，故B错误；
C．氯气能和水反应生成酸，所以氯气能和碱反应生成盐和水，关闭氯气管道，用碱液浸泡过的棉布覆盖泄漏部位，避免氯气逸出，故C正确；
D．氯气水中的溶解性较小，关闭氯气管道，用饱和NaCl溶液浸泡过的棉布覆盖泄漏部位，不能很好的吸收氯气，故D错误；
故选AC．

点评 本题以实验室制备氯气为载体，考查氯气性质的分析与应用，涉及实验的基本操作与原理分析，掌握基础是关键，题目较简单．