Question

3．如图中，A是氯气的发生装置，B、C是净化气体的装置，B装置中装有饱和食盐水，D中装铁丝网；反应后E的底部有棕色固体聚集；F是吸收多余气体的装置．

（1）上述装置中有一处错误，请指出是B处（用字母表示）．
（2）B装置的作用是除去Cl₂中混有的HCl气体，C装置中需要加入浓H₂SO₄．
（3）写出A中发生反应的离子方程式MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，写出D中发生反应的化学方程式2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2FeCl₃ ．
（4）如果A中产生氯气3.36L（标准状况），请计算：消耗MnO₂的物质的量0.15mol，被氧化的HCl的物质的量0.3mol．

Answer 1

分析 （1）实验制备氯气中含杂质气体氯化氢和水蒸气，洗气装置除杂质要遵循长进短出；
（2）根据混合气体的成分及杂质的性质分析；
（3）根据氯气的性质判断生成物，从而写出方程式，制备氯气是固体二氧化锰和浓盐酸加热反应生成，氯气和铁反应生成氯化铁；
（4）在MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑中，Mn元素的化合价降低，氧化剂为MnO₂，1mol氧化剂反应转移2mole^-，根据化学方程式判断MnO₂与Cl₂的物质的量关系，根据Cl₂的物质的量计算MnO₂的物质的量，进而计算MnO₂的质量，根据中反应化合价的变化判断被氧化的HCl的物质的量．

解答 解：（1）B装置是除去氯气中含杂质气体氯化氢，装置中导管短进长出，洗气装置除杂质要遵循长进短出，所以B装置错误；故答案为：B；
（2）浓盐酸有挥发性，所以氯气中含有氯化氢气体，氯化氢极易溶于水，氯气能溶于水，且与水反应，Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO，食盐水溶液中的氯离子抑制氯气的溶解，降低氯气的溶解度，所以可用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体；水蒸气和铁在高温的条件下反应干扰实验，利用浓硫酸的吸水性，且不和氯气反应，用浓硫酸干燥氯气，
故答案为：除去Cl₂中混有的HCl气体；浓H₂SO₄；
（3）A中发生的反应是二氧化锰氧化浓盐酸生成氯气，反应的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，氯气有强氧化性，能把变价金属氧化成最高价态，所以氯气和铁反应的生成物是氯化铁，故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2FeCl₃ ；
（4）由反应MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O系数比得：n（MnO₂）=n（Cl₂）=$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，由反应MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O系数比得：被氧化的HCl的物质的量n（HCl）=2n（Cl₂）=2×0.15mol=0.3mol，
故答案为：0.15mol；0.3mol．

点评 本题考查了氯气的实验室制备原理、装置、杂质气体的处理，考查了化学方程式的书写，掌握氯气及其化合物性质是解答的关键，题目难度中等．