实验室常用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气．浓盐酸和二氧化锰反应过程中.浓盐酸的浓度不断降低.当盐酸浓度降至临界浓度时.反应停止．方法一:甲同学利用图装置.测定盐酸浓度降至临界浓度时反应生成氯气的体积.来探究在某温度下浓盐酸与二氧化锰反应的临界浓度．方法:A中试管有足量的MnO2.往其中加入10mol/L的浓盐酸.控制温度为80� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

实验室常用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气．浓盐酸和二氧化锰反应过程中，浓盐酸的浓度不断降低，当盐酸浓度降至临界浓度时，反应停止．
方法一：
甲同学利用图装置，测定盐酸浓度降至临界浓度时　反应生成氯气的体积，来探究在某温度下浓盐酸与二氧化锰反应的临界浓度．
方法：A中试管有足量的MnO₂，往其中加入10mol/L的浓盐酸，控制温度为80℃进行反应．甲同学进行了三次同样的实验，收集气体（体积均换算成标准状况），数据如下表：

	第一次实验	第二次实验	第三次实验
盐酸的用量	10.0mL	10.0mL	10.0mL
氯气的体积	225mL	192mL	223mL

回答下列问题：
（1）请写出A中试管内反应的离子方程式

．
（2）检验该装置的气密性的方法是

．
（3）B中加入的溶液为

．
（4）为计算与二氧化锰反应的浓盐酸临界浓度，甲同学的第

次实验数据应舍去．经计算反应的盐酸临界浓度为

．
方法二：
（5）乙同学认为该实验有不足之处：浓盐酸易挥发，会造成上述所测的临界浓度

（填“偏高”“偏低”）．
乙同学提出可直接用反应后A中的溶液来测定盐酸的临界浓度：

（6）以上图表中操作a的名称是

．
（7）请写出A溶液中的物质与NaHCO3溶液反应的离子方程式：

．
（8）根据以上数据，浓盐酸与二氧化锰制氯气的反应中浓盐酸的临界浓度为

．

分析：（1）装置A中是二氧化锰和浓盐酸加热发生反应生成氯化锰，氯气和水；
（2）依据装置中压强变化和液面变化分析设计气密性检查；
（3）氯气在饱和食盐水中溶解度减小分析；
（4）依据图表数据结合化学方程式分析计算；
（5）浓盐酸挥发损耗氯化氢，实验测得临界浓度会偏低；
（6）分析流程和实验过程分析可知，操作a是过滤操作；
（7）浓盐酸随反应进行变化为稀盐酸不再和二氧化锰反应，加入碳酸氢钠和剩余氯化氢反应生成二氧化碳气体；
（8）依据流程生成的碳酸钙沉淀质量换算物质的量，结合碳元素守恒计算剩余氯化氢物质的量得到浓度；

解答：解：（1）装置A中是二氧化锰和浓盐酸加热发生反应生成氯化锰，氯气和水，反应的离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）依据装置中压强变化和液面变化分析设计气密性检查，检验该装置的气密性的方法是，连接好装置，微热烧杯，有部分液体进入量筒，冷却后C导气管中有液体上升，证明气密性完好；
故答案为：连接好装置，微热烧杯，有部分液体进入量筒，冷却后C导气管中有液体上升，证明气密性完好；
（3）氯气在饱和食盐水中溶解度减小，B中是利用氯气在饱和食盐水中，氯离子浓度增大，氯气溶解度减小，减少氯气的损耗；
故答案为：饱和食盐水；
（4）依据图表数据结合化学方程式分析计算，第二组误差较大舍去，利用第一组和第三组实验数据计算得到盐酸反应的临界浓度=

(0.225+0.223)

22.4L/mol

0.010L

=0.4mol/L；
故答案为：二，0.4mol/L；
（5）浓盐酸挥发损耗氯化氢，实验测得临界浓度会偏低；
故答案为：偏低；
（6）分析流程和实验过程分析可知，分离过程中得到溶液和固体，实验操作a是过滤操作；
故答案为：过滤；
（7）浓盐酸随反应进行变化为稀盐酸不再和二氧化锰反应，加入碳酸氢钠和剩余氯化氢反应生成二氧化碳气体，反应的离子方程式为：HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；
故答案为：HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；
（8）依据流程生成的碳酸钙沉淀质量换算物质的量=

2.9g

100g/mol

=0.029mol，结合碳元素守恒计算剩余氯化氢物质的量为0.029mol，得到盐酸临界浓度=

0.029mol

0.005L

=0.58mol/L；
故答案为：0.58mol/L；

点评：本题考查了实验室制备氯气装置分析判断，反应过程分析和计算是解题关键，题目难度中等．