Question

19．用浓盐酸和二氧化锰制氯气的实验装置如图所示：

（1）下列气体实验室制备时，可以用相同发生装置的是C
A．O₂       B．H₂   C．HCl     D．CO₂
（2）制得的氯气中还含有氯化氢杂质，可通过装有饱和食盐水的洗气瓶除去．
（3）工业上将氯气通入石灰乳[Ca（OH）₂]制取漂白粉，化学反应方程式为2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，漂白粉在空气中很容易变质，请写出漂白粉在空气中变质的反应方程式CO₂+H₂O+Ca（ClO）₂=CaCO₃↓+2HClO，2HClO $\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl↑+O₂↑，．据报道，日常生活中，将洁厕液（主要成分是HCl）与84消毒液（主要成分是次氯酸钠）混合使用会发生中毒的事故，生成有毒的氯气．写出反应的化学方程式NaClO+2HCl=NaCl+Cl₂↑+H₂O．
（4）二氧化锰和高锰酸钾都是强氧化剂，均可将浓盐酸氧化为氯气．用浓盐酸和高锰酸钾制氯气的反应方程式如下：KMnO₄+HCl→KCl+MnCl₂+Cl₂+H₂O
①配平该反应的化学方程式．
②用“单线桥”在上述程式上标出电子转移的方向和数目．
该反应中Cl元素被氧化，方程式中起酸性作用的HCl是6mol．当有1mol电子转移时，可生成气体（标准状态下）11.2升．
（5）（如图）有人做了一个改进实验．挤压软塑料瓶，向装有固体B的锥形瓶中加入溶液A，同时往燃烧管中通入气体C并点燃，可以看到明显的燃烧现象（金属网用以防止气体混合爆炸）．
用此装置模拟工业合成盐酸．则相应试剂选择正确的是d（选填序号）．

	溶液A	固体B	气体C
a	稀硫酸	Zn	Cl2
b	浓盐酸	MnO2	H2
c	稀硝酸	Fe	Cl2
d	浓盐酸	KMnO4	H2

管口可观察到的现象是苍白色火焰，管口上方有白雾．

Answer 1

分析 （1）该发生装置为：固体+液态$\stackrel{△}{→}$气体；
（2）利用饱和食盐水除去HCl，可以降低氯气溶解度；
（3）氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙与水；次氯酸钙与空气中二氧化碳、水反应生成碳酸钙、HClO，HClO在光照条件下分解为HCl与氧气；由题意可知，HCl与次氯酸钠反应生成氯化钠、氯气与水；
（4）①反应中锰元素全部被还原，锰元素化合价由+7价降低为+2价，总共降低5价，氯元素化合价由HCl中的-1升高为氯气中的0价，总共升高2价，化合价升降最小公倍数为10，高锰酸钾系数为2，氯气系数为5，再根据原子守恒配平；
②反应中转移电子数目为10，单线桥表示电子转移时，在反应物中由化合价升高的元素指向化合价降低的元素，并注明电子数目；
元素化合价升高，发生氧化反应，起酸性作用的HCl生成KCl、MnCl₂，其还原剂作用的HCl生成氯气，根据电子转移守恒计算生成氯气体积；
（5）用此装置模拟工业合成盐酸，则在燃烧管口处是氢气与氯气反应生成HCl，通入气体C为氢气、锥形瓶中生成的气体为氯气，且制备氯气的反应不需要加热．

解答 解：（1）该发生装置为：固体与液态加热制备气体，与实验室制备HCl装置相同，
故选：C；
（2）饱和食盐水除去HCl，可以降低氯气溶解度，
故答案为：饱和食盐水；
（3）氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙与水，反应方程式为：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；
次氯酸钙与空气中二氧化碳、水反应生成碳酸钙、HClO，HClO在光照条件下分解为HCl与氧气，有关反应方程式为：CO₂+H₂O+Ca（ClO）₂=CaCO₃↓+2HClO，2HClO $\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl↑+O₂↑，漂白粉失效，
由题意可知，HCl与次氯酸钠反应生成氯化钠、氯气与水，反应方程式为：NaClO+2HCl=NaCl+Cl₂↑+H₂O，
故答案为：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；CO₂+H₂O+Ca（ClO）₂=CaCO₃↓+2HClO，2HClO $\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl↑+O₂↑；NaClO+2HCl=NaCl+Cl₂↑+H₂O；
（4）①反应中锰元素全部被还原，锰元素化合价由+7价降低为+2价，总共降低5价，氯元素化合价由HCl中的-1升高为氯气中的0价，总共升高2价，化合价升降最小公倍数为10，高锰酸钾系数为2，氯气系数为5，配平后反应方程式为：2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂+8H₂O，
故答案为：2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂+8H₂O；
②反应中转移电子数目为10，用单线桥标出电子转移为，反应中Cl元素化合价升高，发生氧化反应，起酸性作用的HCl生成KCl、MnCl₂，起酸性作用的HCl为6mol，当有1mol电子转移时，生成氯气为$\frac{1mol}{2}$=0.5mol，生成氯气体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L，
故答案为：；Cl；6；11.2；
（5）用此装置模拟工业合成盐酸，则在燃烧管口处是氢气与氯气反应生成HCl，通入气体C具有可燃性，则C为氢气、锥形瓶中生成的气体为氯气，且制备氯气的反应不需要加热，二氧化锰和浓盐酸的反应需加热才能发，浓盐酸和高锰酸钾在不加热的条件下可以生成氯气，故d正确；
氢气在纯净的氯气中燃烧生成氯化氢，发出苍白色的火焰，氯化氢极易溶于水，在管口上分与水蒸气结合成盐酸液滴，看到白雾产生；
故答案为：d； 苍白色火焰，管口上方有白雾．

点评 本题考查氯气的制备、氧化还原反应、实验原理与装置的分析评价等，需要学生具备扎实的基础与实验分析能力，题目难度中等．