题目内容

【题目】实验室制取、净化并收集氯气涉及以下几个主要阶段:

尾气处理

(1)写出实验室制取氯气的离子方程式____________________________,NA表示阿伏加德罗常数的值,若有4 mol的HCl被氧化,则转移的电子总数为______;将足量的MnO2投入含2 mol HCl的浓盐酸中,充分加热,可生成的Cl2________(填“>”“=”或“<”)0.5 mol。

(2)现有3种试剂可供选择:A.饱和食盐水 B.浓硫酸 C.NaOH溶液,则Y溶液应选用________(填字母),X溶液的作用是____________________。

【答案】MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑ 4NA<B除去Cl2中的HCl

【解析】

(1)实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应来制氯气,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑;由方程式可知,若有4 mol氯化氢参加反应,则有2 mol氯化氢被氧化,转移电子的物质的量为2 mol,故有4 mol HCl被氧化,转移的电子总数为4NA;将足量的MnO2投入含2 mol HCl的浓盐酸中,随着反应的进行,浓盐酸会逐渐变稀,反应会停止,所以2 mol HCl不能全部参与反应,由方程式可知,有4 mol HCl参加反应,则生成Cl2的物质的量为1 mol,故足量的MnO2投入含2 mol HCl的浓盐酸中,充分加热,可生成Cl2的量小于0.5 mol。

(2) 由于浓盐酸具有挥发性,所以制取的氯气中会混入氯化氢和水蒸气,则在收集氯气之前要除去氯化氢和水蒸气,且应先除去氯化氢气体,然后除去水蒸气,所以X溶液为饱和食盐水,Y溶液为浓硫酸。

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