Question

如圖表示實(shí)驗(yàn)室在沒(méi)有通風(fēng)櫥的條件下制備氯氣時(shí)設(shè)計(jì)的裝置，圖中a、b是可控制的彈簧鐵夾．
（1）儀器A的名稱(chēng)是

 

；水槽中應(yīng)盛放的是

 

；燒杯中反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

；
（2）在收集氯氣時(shí)，應(yīng)

 

．當(dāng)氯氣收集完畢時(shí)應(yīng)

 

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

 

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

 

，氧化產(chǎn)物是

 

；當(dāng)有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，生成氯氣的體積為

 

（標(biāo)準(zhǔn)狀況），請(qǐng)用雙線(xiàn)橋表示該氧化還原反應(yīng)．2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O．

Answer 1

考點(diǎn)：氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法

專(zhuān)題：

分析：（1）熟悉常見(jiàn)儀器，知道其名稱(chēng)；依據(jù)氯氣在飽和食鹽水中溶解度不大的性質(zhì)解答；氯氣有毒，氯氣能夠與氫氧化鈉反應(yīng)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(shí)，應(yīng)關(guān)閉b，打開(kāi)a，用排飽和食鹽水法收集；收集完畢，關(guān)閉a，打開(kāi)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(zhì)的量，依據(jù)化學(xué)方程式從而求出反應(yīng)的二氧化錳的物質(zhì)的量；
（4）化合價(jià)升高元素所在的反應(yīng)物是還原劑，化合價(jià)降低元素所在的反應(yīng)物是氧化劑；
根據(jù)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量結(jié)合化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算；
分析方程式中化合價(jià)變化，錳元素化合價(jià)從+7價(jià)變化為+2價(jià)，化合價(jià)降低，被還原，HCl中的氯元素化合價(jià)從-1價(jià)變化為0價(jià)，化合價(jià)升高被氧化得到氧化產(chǎn)物Cl₂，．

解答： 解：（1）根據(jù)儀器特點(diǎn)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(shí)驗(yàn)室常用排飽和食鹽水法收集氯氣；氫氧化鈉和氯氣反應(yīng)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(shí)驗(yàn)室常用排飽和食鹽水法收集氯氣，收集時(shí)，應(yīng)關(guān)閉b，打開(kāi)a；收集完畢，關(guān)閉a，打開(kāi)b，多余的氣體通入氫氧化鈉溶液進(jìn)行吸收，防止污染空氣，
故答案為：關(guān)閉b，打開(kāi)a；關(guān)閉a，打開(kāi)b；
（3）n（Cl₂）=

V

Vm

=

0.672L

22.4L/mol

=0.03mol；
生成0.03molCl₂反應(yīng)的二氧化錳物質(zhì)的量為x；
MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
1                  1
x                 0.03mol
x=0.03mol，所以理論上反應(yīng)的二氧化錳質(zhì)量0.03mol；
故答案為：0.03mol；
（4）反應(yīng)2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，化合價(jià)升高的Cl元素所在的HCl反應(yīng)物是還原劑，氯氣是氧化產(chǎn)物，化合價(jià)降低的Mn元素所在的反應(yīng)物KMnO₄是氧化劑，反應(yīng)2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中，參加反應(yīng)的16mol鹽酸中，只有10mol鹽酸被氧化，轉(zhuǎn)移電子為10mol，生成5mol氯氣，當(dāng)有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，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(jià)變化，錳元素化合價(jià)從+7價(jià)變化為+2價(jià)，化合價(jià)降低，被還原，HCl中的氯元素化合價(jià)從-1價(jià)變化為0價(jià)，化合價(jià)升高被氧化得到氧化產(chǎn)物Cl₂，用雙線(xiàn)橋表示為：
；
故答案為：高錳酸鉀，氯氣；11.2；．

點(diǎn)評(píng)：本題考查氯氣的性質(zhì)與實(shí)驗(yàn)室制備，氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算，掌握氯氣實(shí)驗(yàn)室制備的原理與注意事項(xiàng)，準(zhǔn)確分析氧化還原反應(yīng)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．