Question

12．在實驗室中用二氧化錳跟濃鹽酸反應(yīng)制備干燥純凈的氯氣，進行此實驗，所用儀器如下圖：

（1）連接上述儀器的正確順序為（填各接口處的字母）：E接C；D接A；B接H；G接F．
（2）裝置中飽和食鹽水的作用是除去揮發(fā)出來的氯化氫氣體；氫氧化鈉溶液的作用是吸收尾氣．
（3）化學(xué)實驗中常用濕潤的淀粉-碘化鉀試紙檢驗是否有氯氣產(chǎn)生，如果有氯氣產(chǎn)生，可觀察到濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍．
（4）裝置④中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．
（5）在二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)中，被氧化和未被氧化的鹽酸的物質(zhì)的量之比是1：1，如果將25mL12mol/L的濃鹽酸與足量二氧化錳充分反應(yīng)，實際能收集到的氯氣在標準狀況 的體積將D．
A．≥1.68L              B．＞1.68L             C．≤1.68L           D＜1.68L
（6）高錳酸鉀的氧化性比二氧化錳強得多，實驗室可以用=高錳酸鉀固體和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，反應(yīng)方程式如下，配平并用雙線橋法標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：
2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O．

Answer 1

分析 （1）在實驗室中用二氧化錳跟濃鹽酸反應(yīng)制備干燥純凈的氯氣，需要發(fā)生裝置生成氯氣，用飽和食鹽水除去氯化氫，通過濃硫酸除去水蒸氣，導(dǎo)氣管長進短處收集氯氣，最后用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣；
（2）飽和食鹽水是用來除去氯氣中的氯化氫氣體，降低氯氣的溶解度；吸收過量的氯氣，防止污染空氣；
（3）根據(jù)氯氣的氧化性，碘離子的還原性分析氯氣和碘化鉀反應(yīng)生成單質(zhì)碘和氯化鈉，碘單質(zhì)遇淀粉變藍；
（4）氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（5）鹽酸參與反應(yīng)生成氯化鉀、二氯化錳時化合價不變未被氧化，生成氯氣時被氧化，根據(jù)反應(yīng)及Cl原子守恒來分析；濃鹽酸能夠被二氧化錳氧化，稀鹽酸與二氧化錳不反應(yīng)；
（6）根據(jù)反應(yīng)中Mn元素的化合價降低、Cl元素的化合價升高來分析轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，并用雙線橋標出下列反應(yīng)方程式電子的轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目．

解答 解：（1）在實驗室中用二氧化錳跟濃鹽酸反應(yīng)制備干燥純凈的氯氣，需要發(fā)生裝置生成氯氣，用飽和食鹽水除去氯化氫，通過濃硫酸除去水蒸氣，導(dǎo)氣管長進短處收集氯氣，最后用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣，裝置連接順序是：E接C；D接A；B接H；G接F，
故答案為：C；D；A；B；H；G；F；
（2）氯化氫極易溶于水，氯氣能溶于水，且與水反應(yīng)，Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO，食鹽水溶液中的氯離子抑制氯氣的溶解，降低氯氣的溶解度，氫氧化鈉溶液吸收過量的氯氣，防止污染空氣
故答案為：除去揮發(fā)出來的氯化氫氣體；吸收尾氣；
（3）實驗中常用濕潤的淀粉-KI試紙檢驗是否有Cl₂產(chǎn)生．如果有Cl₂產(chǎn)生，氯氣和碘化鉀反應(yīng)：2KI+Cl₂═2KCl+I₂；生成的單質(zhì)碘，碘遇淀粉變藍，所以如果有氯氣產(chǎn)生，可觀察到濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍，
故答案為：濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍；
（4）NaOH溶液中發(fā)生的反應(yīng)是氫氧化鈉溶液吸收氯氣防止污染，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（5）鹽酸參與反應(yīng)生成氯化鉀、二氯化錳時化合價不變未被氧化，生成氯氣時被氧化，依據(jù)方程式：MnO₂+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，參加反應(yīng)的4mol HCl中有2 mol被氧化，故被氧化和未被氧化的HCl的物質(zhì)的量之比為1：1；
假設(shè)25mL12mol/L的濃鹽酸完全反應(yīng)，則生成Cl₂的體積為V，則依據(jù)化學(xué)方程式得
4HCl～Cl₂
4mol　　　 　   1×22.4 L
25×10^-3L×12 mol/L　　　V
解之得V=1.68 L，
由于濃鹽酸濃度減小到一定程度后，反應(yīng)就不能發(fā)生，故生成氣體的體積小于1.68 L，
故答案為：1：1；D；
（6）反應(yīng)2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，Mn元素的化合價由+7降低為+2，得到的電子為2×（7-2）e^-=10e^-，Cl元素的化合價由-1升高為0，失去的電子為5×2×（1-0）e^-=10e^-，雙線橋標出反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目為，
故答案為：．

點評 本題考查氯氣的實驗室制備，明確制備原理是解題關(guān)鍵，題目難度中等，旨在考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握，注意實驗裝置儀器的連接順序是實驗發(fā)生裝置→除雜裝置→收集裝置→尾氣處理裝置，注意雙線橋表示氧化還原反應(yīng)．