Question

如圖表示實驗室在沒有通風櫥的條件下制備氯氣時設計的裝置，圖中a、b是可控制的彈簧鐵夾．
（1）儀器A的名稱是

 

；水槽中應盛放的是

 

；燒杯中反應的化學方程式

 

；
（2）在收集氯氣時，應

 

．當氯氣收集完畢時應

 

．（填如何控制a、b）
（3）若要制得標準狀況下的Cl₂0.672L，理論上需要MnO₂的物質的量是

 

mol．
（4）實驗室也可在不加熱的條件下用高錳酸鉀和濃鹽酸反應制取氯氣，反應的化學方程式如下：2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O該反應中，氧化劑是

 

，氧化產物是

 

；當有1mol電子發(fā)生轉移時，生成氯氣的體積為

 

（標準狀況），請用雙線橋表示該氧化還原反應．2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O．

Answer 1

考點：氯氣的實驗室制法

專題：

分析：（1）熟悉常見儀器，知道其名稱；依據(jù)氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大的性質解答；氯氣有毒，氯氣能夠與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，用氫氧化鈉吸收氯氣；
（2）收集氯氣時，應關閉b，打開a，用排飽和食鹽水法收集；收集完畢，關閉a，打開b，用氫氧化鈉溶液吸收多余氯氣；
（3）根據(jù)氯氣的體積求出氯氣的物質的量，依據(jù)化學方程式從而求出反應的二氧化錳的物質的量；
（4）化合價升高元素所在的反應物是還原劑，化合價降低元素所在的反應物是氧化劑；
根據(jù)化學反應轉移電子的物質的量結合化學方程式進行計算；
分析方程式中化合價變化，錳元素化合價從+7價變化為+2價，化合價降低，被還原，HCl中的氯元素化合價從-1價變化為0價，化合價升高被氧化得到氧化產物Cl₂，．

解答： 解：（1）根據(jù)儀器特點可知A為分液漏斗；食鹽水中含有氯離子能抑制氯氣的溶解，實驗室常用排飽和食鹽水法收集氯氣；氫氧化鈉和氯氣反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，方程式為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
故答案為：分液漏斗；飽和食鹽水；Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（2）氯氣在飽和氯化鈉溶液中的溶解度很小，實驗室常用排飽和食鹽水法收集氯氣，收集時，應關閉b，打開a；收集完畢，關閉a，打開b，多余的氣體通入氫氧化鈉溶液進行吸收，防止污染空氣，
故答案為：關閉b，打開a；關閉a，打開b；
（3）n（Cl₂）=

V

Vm

=

0.672L

22.4L/mol

=0.03mol；
生成0.03molCl₂反應的二氧化錳物質的量為x；
MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
1                  1
x                 0.03mol
x=0.03mol，所以理論上反應的二氧化錳質量0.03mol；
故答案為：0.03mol；
（4）反應2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，化合價升高的Cl元素所在的HCl反應物是還原劑，氯氣是氧化產物，化合價降低的Mn元素所在的反應物KMnO₄是氧化劑，反應2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，參加反應的16mol鹽酸中，只有10mol鹽酸被氧化，轉移電子為10mol，生成5mol氯氣，當有1mol電子發(fā)生轉移時，則有1molHCl被氧化，生成0.5mol氯氣，體積V=0.5mol×22.4L/mol=11.2L；
依據(jù)化合價變化，錳元素化合價從+7價變化為+2價，化合價降低，被還原，HCl中的氯元素化合價從-1價變化為0價，化合價升高被氧化得到氧化產物Cl₂，用雙線橋表示為：
；
故答案為：高錳酸鉀，氯氣；11.2；．

點評：本題考查氯氣的性質與實驗室制備，氧化還原反應的相關計算，掌握氯氣實驗室制備的原理與注意事項，準確分析氧化還原反應是解題關鍵，題目難度中等．