题目内容

12．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-+5 Mn2++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）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；
（4）根据稀盐酸与二氧化锰不反应进行判断．

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+；
（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．

练习册系列答案
相关题目
10．下列关于硫及其化合物的说法中正确的是（　　）
A．SO2和Cl2混合通入水中后可能使品红褪色
B．二氧化硫的排放会导致光化学烟雾和酸雨的产生
C．单质硫在自然界只以化合态存在
D．浓硫酸可用来干燥SO2、CO、Cl2等气体
3．铈是一种重要的稀土金属元素，纳米CeO2可作抛光材料、催化剂载体（助剂）、汽车尾气吸收剂等，制备纳米CeO2的工艺流程如下（高铈中Ce显+4价）：

回答下列问题：
（1）酸浸过程中，为了加快酸浸速率．可以采取的措施有将铈矿石粉碎或加热提高反应温度或适当增大硫酸的浓度等（写一条即可）．
（2）H2O2的作用是将高铈硫酸盐还原．
（3）为了使硫酸铈溶液中的Ce3+沉淀完全，需加入氨水调节溶液pH至少为9．（已知：Ksp[Ce（OH）3]=1.0×10-20，当离子浓度≤1.0×10-5mol/L，认为离子沉淀完全）
（4）氧化过程中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：4
（5）检验制备的CeO2是否为纳米级的方法是将产品分散至水中，用一束强光照射，若产生丁达尔效应，则制备的CeO2为纳米级．
（6）高铈离子被还原的速率与温度的关系如图所示．图象中，温度高于T0时，高铈离子被还原的速率逐渐减小的原因是温度越高，双氧水的分解速率越快，使得溶液中双氧水的浓度减小，反应速率减慢．

（7）测定Ce（OH）4样品纯度：取mg样品用适量稀硫酸溶解后，加蒸馏水稀释至250mL．准确量取出20.00mL溶液于锥形瓶中，滴加几滴指示剂，用c mol/L的（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定至终点并记录消耗标准溶液的体积，将上述步骤重复3次，记录消耗标准溶液的平均体积为VmL．产品的纯度为$\frac{2.6cV}{m}$×100%．
20．ClO2是一种广谱、高效的杀菌消毒剂，具有强氧化性，熔点为-59℃，沸点为11.0℃，不稳定，易溶于水．某研究小组在60℃时用硫铁矿还原氯酸钠制取并收集二氧化氯．

（1）三颈烧瓶中加入NaClO3溶液、浓H2SO4，通入空气，温度为60℃时，通过固体加料器缓慢匀速加入硫铁矿粉末．反应开始时烧瓶内发生反应的离子方程式如下，请配平：
15 ClO3-+1 FeS2+14 H+=15 ClO2+1 Fe3++2 SO42-+7 H2O
（2）凝集装置B必须添加温度控制装置，应该是冰水浴装置．
（3）装置D的作用是检验ClO2是否吸收完全．
（4）反应后在装置C中可得NaClO2溶液．已知NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2•3H2O，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2．请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤：
①蒸发结晶；②趁热过滤；③洗涤；④干燥．
（5）用水吸收ClO2可得到ClO2溶液．为测定所得溶液中ClO2的含量，进行了下列实验．：
步骤1：准确量取ClO2溶液10mL，稀释成100mL试样，量取V1 mL试样加入到锥形瓶中．
步骤2：调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻．
步骤3：加入淀粉指示剂，用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2mL．
（已知2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI）
①写出步骤2中发生反应的离子方程式2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O．
②原ClO2溶液的浓度为$\frac{135CV{\;}_{2}}{V{\;}_{1}}$g/L（用含字母的代数式表示）．
7．焦亚硫酸钠（Na2S2O5）和硫代硫酸钠（Na2S2O3）在工业上有广泛的应用，例如焦亚硫酸钠是常用的食品抗氧化剂之一．实验室可用如图1夹持仪器）模拟其生成过程．

Ⅰ．选用②③④装置来制备焦亚硫酸钠．
（1）仪器A的名称是圆底烧瓶．
（2）写出装置③中发生反应的化学方程式：Na2SO3+SO2=Na2S2O5．
（3）装置④的作用是：吸收多余的二氧化硫同时防止倒吸．
Ⅱ．硫代硫酸钠（Na2S2O3）可用作分析试剂及鞣革的还原剂，其实验室的制备原理为2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3+CO2
（4）依据硫代疏酸钠的制备原理，从上述仪器中择合适的实验仪器，根据气流由左至右的顺序是②①④．（填序号）
（5）写出装置②中反应的离子方程式：SO32-+2H+=SO2↑+H2O．
（6）实验室用Na2S2O3标准液测量废水中Ba2+的浓度，过程如下

已知：2S2O32-+I2═S4O62-+2I-
①滴定过程中选择的指示剂是：淀粉溶液．
②若滴定前尖嘴没有气泡，滴定终点有气泡，则测得结果：偏低． （填“偏高”“偏低”或“不变”）．若标准液Na2S2O3的浓度为0.1000moL•L-1，滴定前后该溶液的读数如图2则废水中Ba2+的物质的量浓度为：0.0364mol/L．
17．贝诺酯主要用于类风湿性关节炎、风湿痛等．其合成路线如图所示：

回答下列问题：
（1）E中含氧官能团的名称为羟基、羧基；
（2）D+G→H的反应类型为取代反应；C的结构简式为；
（3）写出F与足量NaOH溶液反应的化学方程式；
（4）写出符合下列条件的E的同分异构体结构简式；
a．分子中含有苯环     b．能发生水解反应           c．核磁共振氢谱有4组峰
（5）请根据题中合成路线图有关信息，写出以甲苯和苯酚为原料制备的合成路线流程图（无机试剂可任选）：．
合成路线流程图示例如下：
CH3CHO$→_{催化剂，△}^{O_{2}}$CH3COOH$→_{浓硫酸，△}^{CH_{3}CH_{2}OH}$CH3COOHCH2CH3．
4．下列有关物质的性质或应用正确的是（　　）
A．单质硅用于制造芯片和光导纤维
B．84消毒液的有效成分是NaClO
C．SO2具有漂白性，通入紫色石蕊溶液中能使溶液先变红后褪色
D．普通玻璃的组成可用Na2O•CaO•6SiO2表示，是纯净物
1．某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究．
（1）提出假设：
①该反应的气体产物是CO2；
②该反应的气体产物是CO；
③该反应的气体产物是CO2、CO的混合物．
（2）计方案  如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比．

（3）查阅资料：
氮气不与碳、氧化铁发生反应．实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO2）饱和溶液混合加热反应制得氮气．
请写出该反应的离子方程式：NH4++NO2-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N2↑+2H2O．
（4）实验步骤：
①按如图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；
②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；
③停止通入N2后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；
④待反应结束，再缓缓通入一段时间的氮气．冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g；
⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g．
步骤②、④中都分别通入N2，其作用分别为步骤②中是为了排尽空气；步骤④是为了赶出所有的CO2，确保完全吸收．
（5）数据处理：
试根据实验数据分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式：2C+Fe2O3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+CO↑+CO2↑．
（6）实验优化：
学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善．
①甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba（OH）2溶液，其理由是Ba（OH）2溶解度大，浓度大，使CO2被吸收的更完全；M（BaCO3）＞M（CaCO3），称量时相对误差小．
②从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善：在尾气出口处加一点燃的酒精灯或增加一尾气处理装置．
2．化学实验室要从含少量铜粉的银、锰（Mn）混合金属粉末中分离出贵金属，并获得一种盐晶体，将有关三种金属随意编号为：A、B、C，并设计了如下流程：

（1）A、B、C三种金属的活动性顺序为A＞B＞C．
（2）金属C是银，操作a的名称是蒸发、结晶．
（3）已知A的硫酸盐中A元素显+2价，请写出步骤①的反应的化学方程式：Mn+H2SO4=MnSO4+H2↑．

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