Question

20．實驗室里用二氧化錳和濃鹽酸加熱制取氯化，該反應的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2Cl^-+Cl₂↑+2H₂O．也可以利用反應2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O制取并收集純凈、干燥的氯氣，部分裝置如圖甲所示．

（1）若以KMnO₄和濃鹽酸為原料制取氯氣，則根據反應原理，圖乙中合適的制氣裝置為b．
（2）裝置B的作用是除去氯氣中的氯化氫．
（3）裝置E的作用是吸收多余的氯氣，防止污染空氣．E中的試劑可選A．
A．NaOH溶液  B．NaCl溶液  B．澄清石灰水  D．水
（4）某同學通過 下列兩種方式制取氯氣：
①用8.7gMnO₂與足量濃鹽酸反應；
②用含14.6gHCl的濃鹽酸與足量MnO₂反應這兩種方式產生Cl₂的量的關系是A．
A．①多B．②多C．一樣多D．不確定．

Answer 1

分析 二氧化錳和濃鹽酸反應生成氯化錳、氯氣、水，也可以利用反應2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O制取并收集純凈、干燥的氯氣，裝置A若用二氧化錳和濃鹽酸制備選擇加熱裝置a，若選擇高錳酸鉀溶液和濃鹽酸制備選擇不加熱的裝置b，制備得到的氯氣中含氯化氫和水蒸氣，通過裝置B中 的飽和食鹽水除去氯化氫，通過裝置C中的濃硫酸除去水蒸氣，利用裝置D收集干燥純凈的氯氣，導氣管長進短出，最后剩余氯氣污染空氣不能排放到空氣中，用氫氧化鈉溶液吸收尾氣，
（1）依據反應物狀態(tài)和反應條件選擇發(fā)生裝置，固體和液體不加熱制備氣體；
（2）氯化氫易揮發(fā)，制備的氯氣中含有氯化氫，氯化氫易溶于水，氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大，可用飽和食鹽水除去氯化氫；
（3）氯氣有毒，直接排放會引起污染，能夠與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，可以吸收過量氯氣；
（4）根據MnO₂與濃HCl反應，隨著反應的進行，濃HCl變稀，稀鹽酸不能與MnO₂反應，MnO₂足量時，不能準確計算出氯氣的量，濃鹽酸足量時，能根據MnO₂的質量計算出氯氣的量．

解答 解：實驗室里用二氧化錳和濃鹽酸加熱制取氯化，該反應的離子方程式為：實驗室通常用二氧化錳和濃鹽酸反應制取氯氣的反應為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2Cl^-+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2Cl^-+Cl₂↑+2H₂O；
（1）2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O，高錳酸鉀為固體，濃鹽酸為液態(tài)，反應不需要加熱，應選擇裝置b；
故答案為：b；
（2）氯化氫易揮發(fā)，制備的氯氣中含有氯化氫，氯化氫易溶于水，氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大，可用飽和食鹽水除去氯化氫；
故答案為：除去氯氣中的氯化氫；
（3）氯氣有毒，直接排放會引起污染，能夠與氫氧化鈉反應，裝置E的作用是吸收多余的氯氣，防止污染空氣，
A．NaOH溶液能夠與氯氣反應生成氯化鈉和次氯酸鈉和水，故A正確；
B．氫氧化鈣為微溶物，氫氧根離子濃度較低，吸收不充分，故B錯誤；
C．氯氣在NaCl溶液中溶解度小，不能用來吸收氯氣，故C錯誤；
D．氯氣在水中溶解度不大，吸收不充分，故D錯誤；
故答案為：吸收多余的氯氣，防止污染空氣；A；
（4）依據方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
                              87g     146g                            1mol
                              8.7g   14.6g                          0.1mol
若①用8.7g MnO₂與足量濃鹽酸反應制取Cl₂，則生成氯氣的物質的量為0.1mol；
②用含14.6g HCl的濃鹽酸與足量MnO₂反應制取Cl₂，因為隨著反應進行鹽酸濃度降低，變?yōu)橄←}酸，所以14.6g氯化氫不能完全反應，所以生成的氯氣的物質的量小于0.1mol；
故選：A．

點評 本題考查了氯氣的制備和尾氣吸收、檢驗，熟悉氯氣制備原理及發(fā)生裝置選擇依據是解題關鍵，注意氯氣的實驗室制法以及濃稀鹽酸的性質的差異性，注意稀鹽酸與二氧化錳不反應，題目難度中等．