Question

硫酸、盐酸和硝酸并称为工业上的“三大酸”，实验室中也常用三大酸制取某些气体，制取、收集及尾气处理装置如图所示（省略加热装置、夹持和净化装置）．仅用此装置和表中提供的部分物质完成相关实验．

序号	a中的物质	b中的物质	c中收集的气体	d中的物质
甲	浓硫酸	Na2SO3	①	②
乙	浓硝酸	Cu	③	NaOH
丙	浓盐酸	MnO2	Cl2	NaOH溶液

按要求回答下列问题：
（1）表格中①②③三种物质分别是

 

、

 

、

 

（填化学式）．
（2）实验乙中生成气体③的离子反应方程式为

 

；某同学认为将浓硝酸改为稀硝酸，即可以利用本套装置制取NO气体，该同学的设计

 

（填“正确”或“不正确”）．
（3）已知实验丙中生成氯气的化学方程式为4HCl（浓）+MnO₂

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，在该反应中每生成22.4L（标准状况下）氯气，被氧化HCl的物质的量为

 

，转移电子的物质的量为

 

；d装置中发生反应的离子方程式为

 

．实验室还可以用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气，完成并配平该反应的离子方程式：

 

 MnO₄^-+

 

 H⁺+

 

 Cl^-→

 

 Mn²⁺+

 

 Cl₂↑+

 

．

Answer 1

考点：常见气体制备原理及装置选择,尾气处理装置

专题：

分析：（1）浓硫酸与Na₂SO₃反应生成二氧化硫，Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮，处理尾气时酸性气体要用碱液吸收；
（2）Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水；NO不能用排空气法收集；
（3）根据氯原子守恒计算被氧化HCl的物质的量，根据氯气和转移电子之间的关系式计算转移电子的物质的量；氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠、水；反应中KMnO₄→MnCl₂，Mn元素化合价由+7降低为+2，共降低5价，Cl（浓）→Cl₂，Cl元素化合价由-1价升高为0价，共升高为2价，化合价升降最小公倍数为10，故KMnO₄的系数为2，Cl₂的系数为5，再根据原子守恒配平其它物质的系数．

解答： 解：（1）浓硫酸与Na₂SO₃反应生成二氧化硫，Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮，处理尾气时酸性气体要用NaOH溶液吸收；
故答案为：SO₂；NO₂；NaOH；
（2）Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，则反应的离子方程式为：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；稀硝酸与Cu反应生成NO，NO能与空气中的氧气反应生成二氧化氮，所以NO不能用排空气法收集，所以不能用该装置制备NO；
故答案为：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；不正确；
（3）根据氯原子守恒得氧化n（HCl）=2n（Cl₂）=

22.4L

22.4L/mol

=2mol，Cl元素从-1价升高到0价，则1molHCl转移1mol电子，所以共转移2mol电子；
d装置为尾气处理装置，氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠、水，其反应的离子方程式为Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
反应中KMnO₄→MnCl₂，Mn元素化合价由+7降低为+2，共降低5价，Cl（浓）→Cl₂，Cl元素化合价由-1价升高为0价，共升高为2价，化合价升降最小公倍数为10，故KMnO₄的系数为2，Cl₂的系数为5，再根据原子守恒配平其它物质的系数，配平后的方程式为2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-═2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
故答案为：2mol；2mol；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；2、16、10、2、5、8H₂O．

点评：本题考查了气体的制备实验、氧化还原反应配平、物质的量的有关计算等，题目难度中等，注意掌握常用氧化还原反应的配平方法．