Question

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：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^-+5 Mn²⁺+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺．

Answer 1

分析 （1）标况下n（Cl₂）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，根据Cl原子守恒计算被氧化HCl的物质的量；
（2）Cl₂和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和水，锰离子被氯气氧化生成Mn₂O₃和盐酸；
（3）①酸性条件下，MnO₂被还原生成 Mn²⁺，则甲物质作还原剂，具有还原性；含有锰离子的溶液中用电解法析出MnO₂；也可以向溶液中加入NaClO₃，锰离子被还原生成MnO₂；
②根据转移电子守恒判断Cl元素产物，由转移电子守恒、元素守恒、原子守恒配平方程式．

解答 解：（1）标况下n（Cl₂）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，根据Cl原子守恒计算被氧化n（HCl）=2n（Cl₂）=2×0.5mol=1mol，故答案为：1；
（2）Cl₂和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和水，离子方程式为Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；锰离子被氯气氧化生成Mn₂O₃和盐酸，离子方程式为2 Mn²⁺+Cl₂+3H₂O═Mn₂O₃+6 H⁺+2Cl^-，
故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；2 Mn²⁺+Cl₂+3H₂O═Mn₂O₃+6 H⁺+2Cl^-；
（3）酸性条件下，MnO₂被还原生成 Mn²⁺，则甲物质作还原剂，具有还原性；含有锰离子的溶液中用电解法析出MnO₂；也可以向溶液中加入NaClO₃，锰离子被还原生成MnO₂；
①通过以上分析知，甲物质具有还原性，故选b；
②生成0.050molMnO₂时，消耗0.10mol•L^-1的NaClO₃溶液200mL，n（NaClO₃）=0.10mol/L×0.2L=0.02mol，根据Mn原子守恒得n（Mn²⁺）=n（MnO₂）=0.05mol，转移电子物质的量=0.05mol×2=0.1mol，要转移0.1mol电子，则Cl元素化合价由+5价变为0价，所以生成氯气，n（Mn²⁺）：n（NaClO₃）=0.05mol：0.02mol=5：2，再结合原子守恒配平方程式为，故答案为：2ClO₃^-+5 Mn²⁺+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺．

点评 本题考查物质制备及氯气性质，为高频考点，侧重考查氧化还原反应、离子方程式的书写，难点是（3）题②产物的判断，注意原子守恒、转移电子守恒的运用，题目难度不大．