Question

【題目】實驗室制取、凈化并收集氯氣涉及以下幾個主要階段：

尾氣處理

(1)寫出實驗室制取氯氣的離子方程式____________________________，NA表示阿伏加德羅常數的值，若有4 mol的HCl被氧化，則轉移的電子總數為______；將足量的MnO2投入含2 mol HCl的濃鹽酸中，充分加熱，可生成的Cl2________(填“＞”“＝”或“＜”)0.5 mol。

(2)現有3種試劑可供選擇：A.飽和食鹽水　B．濃硫酸　C．NaOH溶液，則Y溶液應選用________(填字母)，X溶液的作用是____________________。

Answer 1

【答案】MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑　4NA＜B除去Cl2中的HCl

【解析】

(1)實驗室用二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應來制氯氣，反應的離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑；由方程式可知，若有4 mol氯化氫參加反應，則有2 mol氯化氫被氧化，轉移電子的物質的量為2 mol，故有4 mol HCl被氧化，轉移的電子總數為4NA；將足量的MnO2投入含2 mol HCl的濃鹽酸中，隨著反應的進行，濃鹽酸會逐漸變稀，反應會停止，所以2 mol HCl不能全部參與反應，由方程式可知，有4 mol HCl參加反應，則生成Cl2的物質的量為1 mol，故足量的MnO2投入含2 mol HCl的濃鹽酸中，充分加熱，可生成Cl2的量小于0.5 mol。

(2) 由于濃鹽酸具有揮發性，所以制取的氯氣中會混入氯化氫和水蒸氣，則在收集氯氣之前要除去氯化氫和水蒸氣，且應先除去氯化氫氣體，然后除去水蒸氣，所以X溶液為飽和食鹽水，Y溶液為濃硫酸。