题目内容

实验室制取氯气，将多余的氯气用100ml 1.7mol/L的NaOH溶液完全吸收．对吸收后的溶液进行分析化验，测知其pH等于13 （不考虑反应前后溶液的体积变化），ClO-和ClO3-的物质的量浓度之比为5：1．请回答：
（1）吸收氯气消耗的NaOH的物质的量为
0.16
0.16
mol．
（2）被氧化的氯气的物质的量为
0.03
0.03
mol，被还原的氯气的物质的量为
0.05
0.05
mol．
（3）若采用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制氯气，制备与尾气中等量的氯气所消耗的二氧化锰的质量为
6.96
6.96
g．
分析：（1）反应后溶液pH等于13，反应后氢氧化钠的浓度为0.1mol/L，根据n=cV计算反应前、后NaOH的物质的量，据此计算；
（2）书写反应方程式，根据方程式计算反应的氯气，根据方程式被氧化氯气所占比例计算被氧化氯气物质的量，进而计算被还原氯气的物质的量；
（3）根据关系式MnO2～～～Cl2计算二氧化锰的质量．
解答：解：（1）反应前NaOH的物质的量为：0.1 L×1.7 mol/L=0.17mol，反应后溶液pH等于13，反应后氢氧化钠的浓度为0.1mol/L，故反应后NaOH的物质的量为：0.1 L×0.1 mol/L=0.01mol，消耗的NaOH物质的量为：0.17mol-0.01mol=0.16 mol，故答案为：0.16；
（2）ClO-和ClO3-的物质的量浓度之比为5：1，发生反应为8Cl2+16NaOH=5NaClO+NaClO3+10NaCl+8H2O，
则反应掉的氯气有0.16mol×
8
16
=0.08mol，
其中被氧化的氯气生成NaClO、NaClO3，即为0.08mol×
6
16
=0.03mol，
被还原的氯气即为0.08mol-0.03mol=0.05mol，
故答案为：0.03；0.05；
（3）由（2）可知，尾气中的氯气为0.08mol，则：
  MnO2～～～Cl2
  87g      1 mol
m（MnO2）    0.08mol
则m（MnO2）=87g×
0.08mol
1mol
=6.96 g
故答案为：6.96．
点评：本题考查氧化还原反应的相关计算，氧化还原反应的相关计算在化学计量中难度较大，主要采用守恒法进行解答，本题利用方程式进行解答，需要书写方程式，更容易理解．
练习册系列答案
相关题目
实验室里通常用MnO2与浓盐酸反应制取氯气．现用下列有关装置先制取干燥、纯净的氯气．后进行有关性质实验．试根据下列有关装置回答有关问题．

（1）上述装置中各仪器从左至右的连接顺序为A接
E
E
接
F
F
接
C
C
接
D
D
接
B
B
接G．
（2）E装置的作用是
除去氯化氢
除去氯化氢
，D中的现象为
湿润的红色布条褪色
湿润的红色布条褪色
，B中的现象为
溶液由无色变为褐色．
溶液由无色变为褐色．

（3）写出相关反应的离子方程式：A中
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O；
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O；
，B中
2I-+Cl2=I2+2Cl-
2I-+Cl2=I2+2Cl-
，G中
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
．
（4）在制取氯气的反应：MnO2+4HCl（浓） 
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O中，如转移电子的物质的量是4mol，则被氧化的HCl的物质的量是
4
4
mol，有
2
2
 mol Cl2生成．
（5）某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中，反应得到含有ClO-与ClO3-物质的量之比为1：1的混合液，反应的化学方程式是
4Cl2+8NaOH═6NaCl+NaClO3+NaClO+4H2O
4Cl2+8NaOH═6NaCl+NaClO3+NaClO+4H2O
．
（6）报纸报道了多起卫生间清洗时，因混合使用“洁厕灵”（主要成分是盐酸）与“84消毒液”（主要成分是NaClO）发生氯气中毒的事件．试根据你的化学知识分析，原因是（用离子方程式表示）
Cl-+ClO-+2H+═Cl2↑+H2O
Cl-+ClO-+2H+═Cl2↑+H2O
．
某化学兴趣小组在实验室利用氯气与石灰乳【Ca（OH）2】制取漂白粉．
已知2Cl2+2Ca（OH）2═CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O
该兴趣小组设计了下列实验装置，进行如下实验：

请回答下列问题：
（1）实验室用甲装置用于制备氯气，其反应的化学方程式是
MnO2+4HCl（浓）
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O
MnO2+4HCl（浓）
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O
；
（2）工业上电解饱和食盐水来制备氯气，其化学方程式是
2NaCl+2H2O
 通电 
.
 
H2↑+Cl2↑+2NaOH
2NaCl+2H2O
 通电 
.
 
H2↑+Cl2↑+2NaOH
；
（3）乙装置的作用是
除去Cl2中混有的HCl气体
除去Cl2中混有的HCl气体
，丁装置的作用是
进行尾气处理
进行尾气处理
．
（4）该兴趣小组用足量的浓盐酸与8.7g MnO2制备氯气，并将所得氯气与过量的石灰乳反应，则理论上最多可制得Ca（ClO）2
7.15
7.15
g．但小组成员发现，实际上产物中Ca（ClO）2的质量明显小于理论值．为了探究其原因，小组成员查阅了相关资料得到：氯气和碱的反应为放热反应；温度较高时，氯气和碱还能发生如下反应：6Cl2+6Ca（OH）2
  △  
.
 
 5CaCl2+Ca（ClO3）2+6H2O
（5）为了提高Ca（ClO）2的产率，可对丙装置作适当改进．请你给出一种改进方法：
将丙装置置于装有冷水的容器中
将丙装置置于装有冷水的容器中
．
I、下表是实验室制备气体的有关内容：
编号 实验内容 实验原理 发生装置
① 制氧气 H2O2→O2
② 制氨气 NH4Cl→NH3
③ 制氯气 HCl→Cl2
（1）上述气体中：从制备过程看，必须选择合适的氧化剂才能实现的是
Cl2
Cl2
（填气体的化学式，下同）；从反应中有无电子转移的角度看，明显不同于其他气体的是
NH3
NH3
，写出实验室制取该气体的化学方程式
Ca（OH）2+2NH4Cl
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
Ca（OH）2+2NH4Cl
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
．
（2）根据表中所列实验原理，从下列装置中选择合适的发生装置，将其编号填入上表的空格中．    
（3）若用上述制备O2的装置制备NH3，则选择的试剂为
浓氨水和氢氧化钠（或生石灰或碱石灰）
浓氨水和氢氧化钠（或生石灰或碱石灰）
．
已知：NH3?H2O的电离方程式为：NH3?H2O?NH+4+OH-，试写出NH3溶于水后，形成的NH3?H2O的合理结构

（4）制备Cl2需用8mol?L-1的盐酸100mL，现用12mol?L-1的盐酸来配制．
①需要12mol?L-1的盐酸的体积为
66.7
66.7
mL（精确到0.1mL）
②在容量瓶的使用方法中，下列操作不正确的是
BC
BC
（填写标号）．
A．使用容量瓶前检查它是否漏水
B．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配溶液润洗
C．配制溶液时用量筒量取浓盐酸后用玻璃棒引流入容量瓶中，缓慢加入蒸馏水到接近标线1cm～2cm处，用胶头滴管滴加蒸馏水直到凹液面的最低处和标线相平
D．定容后盖好瓶塞，用食指顶住，用另一只手手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动多次
II、（1）常温下，已知0.1mol?L-1一元酸HA溶液中c（OH-）/c（H+）=1×10-8．
写出该酸HA与NaOH溶液反应的离子方程式式：
HA+OH-═A-+H2O
HA+OH-═A-+H2O
；
（2）t℃时，有pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性，
则该温度下（t℃），将100mL 0.1mol?L-1的稀H2SO4溶液与100mL 0.4mol?L-1的NaOH溶液混合后（溶液体积变化忽略不计），溶液的pH=
12
12
．
实验室可用KMnO4和浓盐酸反应制取氯气．其变化可表述为：
2
2
KMnO4+
16
16
HCl（浓）═
2
2
KCl+
2
2
MnCl2+
5
5
Cl2↑+
8
8
H2O
（1）请配平化学方程式（将化学计量数填入括号内）．
（2）请将上述配平的化学方程式改写为离子方程式
2MnO4-+16H++10Cl-═Mn2++5Cl2↑+8H2O
2MnO4-+16H++10Cl-═Mn2++5Cl2↑+8H2O
．
（3）浓盐酸在反应中显示出来的性质是
②
②
（填写编号，多选倒扣）．
①只有还原性         ②还原性和酸性
③只有氧化性         ④氧化性和酸性
（4）产生0.5molCl2，则转移的电子的物质的量为
1
1
mol．
（5）已知反应CuS+4HNO3=Cu（NO3）2+2NO2↑+S↓+2H2O，当转移电子数为1.806×1023时，被还原的硝酸的物质的量是
0.3mol
0.3mol
，产生标况NO2的体积为
6.72L
6.72L
．
下表是实验室制备气体的有关内容：
编号 实验内容 实验原理 发生装置
（1） 制氧气 H2O2→O2
C
C
（2） 制氨气 NH4Cl→NH3
B
B
（3） 制氯气 HCl→Cl2
A或C
A或C
（1）上述气体中，从反应中有无电子转移的角度看，明显不同于其他气体的是
Cl2
Cl2
，写出实验室制取该气体的化学方程式
Ca（OH）2+2NH4Cl
  △  
.
 
CaCl2+2NH3+2H2O
Ca（OH）2+2NH4Cl
  △  
.
 
CaCl2+2NH3+2H2O
．
（2）根据表中所列实验原理，从下列装置中选择合适的发生装置，将其编号填入上表的空格中．

（3）若用上述制备O2的装置制备NH3，应选择的试剂为
浓氨水和氢氧化钠（或生石灰或碱石灰）
浓氨水和氢氧化钠（或生石灰或碱石灰）
．
（4）在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2可以制得纳米级碳酸钙，制取时应先通入的气体是
NH3
NH3
，制取纳米级碳酸钙的化学方程式为
CaCl2+CO2+2NH3+H2O=CaCO3+2NH4Cl
CaCl2+CO2+2NH3+H2O=CaCO3+2NH4Cl
．试设计简单的实验方案，判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级
取少量样品和水混合形成分散系，用一束光从侧面照射，若出现光亮的通路，则证明样品是纳米级，否则不是
取少量样品和水混合形成分散系，用一束光从侧面照射，若出现光亮的通路，则证明样品是纳米级，否则不是
．
（5）制备Cl2需用8mol?L-1的盐酸100mL，现用12mol?L-1的盐酸来配制．
①需要用量筒量取12mol?L-1的盐酸的体积为
66.7
66.7
mL；
②实验室提供有如下仪器，为完成配制需要选择的仪器为（填序号）
ACFGH
ACFGH

A．100mL量筒B．托盘天平C．玻璃棒D．50mL容量瓶
E．10mL量筒F．胶头滴管G．100mL烧杯H．100mL容量瓶
③下列实验操作中．不正确的是
BC
BC
（填写标号）．
A．使用容量瓶前，检查它是否漏水
B．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配溶液润洗
C．配制溶液时，用量筒量取浓盐酸并沿玻璃棒倒入容量瓶中，缓慢加入蒸馏水到距离刻度线1～2cm处，改用胶头滴管滴加蒸馏水直到凹液面的最低点和刻度线相平
D．定容后盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一只手托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动多次．

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