Question

【題目】某研究小組制備氯氣并對產生氯氣的條件進行探究。

(1)裝置A中用MnO2與濃鹽酸反應制取Cl2，利用了濃HCl的___________(填“氧化性”或“還原性”)。

(2)A中產生的氣體不純，含有的雜質可能是___________。

(3)B用于收集Cl2，請完善裝置B并用箭頭標明進出氣體方向_____________。

(4)C用于吸收多余的Cl2，C中發生反應的離子方程式是____________________________________________________________。

(5)該小組欲研究鹽酸的濃度對制Cl2的影響，設計實驗進行如下探究。

①已知MnO2呈弱堿性。 Ⅰ中溶液呈淺棕色是由于MnO2與濃鹽酸發生了復分解反應，化學方程式是___________________________________________________。

②Ⅱ中發生了分解反應，反應的化學方程式是__________________________________。

③Ⅲ中無明顯現象的原因，可能是c(H＋)或c(Cl－)較低，設計實驗Ⅳ進行探究：

將實驗Ⅲ、Ⅳ作對比，得出的結論是____________________________；

將ⅰ、ⅱ作對比，得出的結論是___________________________________。

Answer 1

【答案】還原性 HCl、H2O(g) Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O MnO2＋4HCl=MnCl4＋2H2O MnCl4=Cl2↑＋MnCl2 Ⅲ中沒有明顯現象的原因是c(H＋)、c(Cl－) 較低，需要增大到一定濃度才能被MnO2氧化 MnO2氧化鹽酸的反應中c(H＋)變化的影響大于c(Cl－)

【解析】

（1）二氧化錳和濃鹽酸在加熱的條件下反應生成氯氣，元素失電子化合價升高發生氧化反應，元素得電子化合價降低發生還原反應；

（2）MnO2與濃鹽酸反應制取Cl2中混有氯化氫和水蒸氣；

（3）氯氣的密度比空氣的密度大，采用向上排空氣法收集氯氣；

（4）C中氫氧化鈉溶液用于吸收多余的Cl2，生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；

（5）①復分解反應為兩種化合物相互交換成分生成另外兩種化合物；

②將Ⅰ中混合物過濾，加熱濾液，Ⅱ中發生了分解反應，結合氧化還原反應單質守恒分析錳元素被還原的價態和物質；

③Ⅲ中無明顯現象的原因，可能是c(H＋)或c(Cl－)較低，將ⅰ、ⅱ做對比加熱MnO2和4moL-1稀鹽酸混合物，加熱硫酸和加入氯化鈉當生成黃綠色氣體，其中氫離子濃度小于氯離子的濃度。

（1）二氧化錳和濃鹽酸在加熱的條件下反應生成氯氣，氯元素化合價升高，錳元素的化合價降低，氯化氫做還原劑，利用氯化氫的還原性；

（2）用MnO2與濃鹽酸在加入條件下反應制取Cl2，濃鹽酸中的氯化氫易揮發，故Cl2含有雜質為HCl、H2O(g)；

（3）氯氣的密度比空氣的密度大，采用向上排空氣法，長導管進氣，短導管出氣，收集氯氣的裝置圖為：；

（4）C用于吸收多余的Cl2，防止污染環境，C中發生反應的離子方程式是：Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O；

（5）①MnO2呈弱堿性。 Ⅰ中溶液呈淺棕色是由于MnO2與濃鹽酸發生了復分解反應，酸堿中和反應生成鹽和水，化學方程式是：MnO2+ 4HCl=MnCl4+2 H2O；

②Ⅱ中發生了分解反應，將Ⅰ中混合物過濾，加熱濾液分解生成MnCl2和Cl2，反應的化學方程式是：MnCl4= MnCl2+Cl2↑；

③Ⅲ中無明顯現象的原因，可能是c(H＋)或c(Cl－)較低，將實驗Ⅲ、Ⅳ作對比，得出的結論是Ⅲ中無明顯現象的原因是c(H+)、c(Cl-)較低，需要增大到一定濃度，才能被MnO2氧化，將ⅰ、ⅱ作對比，加熱MnO2和4moL-1稀鹽酸混合物，加熱硫酸和加入氯化鈉當生成黃綠色氣體，其中氫離子濃度小于氯離子的濃度，得出的結論是MnO2氧化鹽酸的反應中c(H+)變化的影響大于c(Cl-)。