Question

16．某課外小組同學(xué)用下圖所示裝置進(jìn)行C1₂的制備及相關(guān)性質(zhì)實驗（加熱及夾持裝置已省略）．
（1）若A中固體為MnO₂，滴入濃鹽酸，加熱時可產(chǎn)生C1₂，則A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）取少量裝置B中的溶液滴在藍(lán)色石蕊試紙上，試紙先變紅后褪色，說明氯水具有的性質(zhì)是漂白性．
（3）C1₂有毒，可用裝置C吸收多余的C1₂，C中反應(yīng)的化學(xué)方程式是C1₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O．
（4）實驗時也可以用KMnO₄氧化溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 36.5%的鹽酸來制取C1₂．反應(yīng)方程式如下：
2KMnO₄+16HCl（濃）=2KCl+2MnC1₂+5C1₂↑+8H₂O
①若此鹽酸的密度為1.2g/cm3，其物質(zhì)的量濃度為12mol/L．
②用雙線橋法表示上述反應(yīng)電子的轉(zhuǎn)移情況．
（5）用氯氣對飲用水消毒已有百年歷史．這種消毒方法會使飲用水中的有機(jī)物發(fā)生氯代反應(yīng)，生成有機(jī)含氯化合物，對人體有害，且氯氣本身也是一種有毒氣體．世界環(huán)保聯(lián)盟即將全面禁止用氯氣對飲用水消毒，建議推廣采用高效消毒殺菌劑二氧化氯（C1O₂）．
①C1O₂中氯元素的化合價是+4
②消毒水時，C1O₂還可將水中的Fe²⁺、Mn²⁺等轉(zhuǎn)化成Fe（OH）₃和MnO₂等難溶物除去，此過程說明C1O₂具有氧化（填“氧化”或“還原”）性．
③在一定條件下，將C1₂通人填充有固體Na C1O₂的反應(yīng)柱內(nèi)二者反應(yīng)可制得C1O₂．還原產(chǎn)物為NaCl，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2LC1₂時，制得C1O₂67.5g．

Answer 1

分析 （1）若A中固體為MnO₂，滴入濃鹽酸，則裝置圖中A裝置是氯氣發(fā)生裝置，利用二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，據(jù)此書寫配平化學(xué)方程式；
（2）裝置B中為氯水，滴在藍(lán)色石蕊試紙上，為氯氣和水反應(yīng)生成的鹽酸具有酸性時石蕊試液變紅色，生成的次氯酸具有漂白性，使紅色褪去；
（3）C中為氫氧化鈉，C1₂和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（4）①鹽酸的物質(zhì)的量濃度C=$\frac{1{0}^{3}ρω}{M}$；
②反應(yīng)中高錳酸鉀為氧化劑，濃鹽酸為還原劑，根據(jù)Mn元素的化合價+7→+2，和Cl元素的化合價-1→0，標(biāo)出電子的轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目；
（5）①利用氧元素的化合價及化合物中正負(fù)化合價的代數(shù)和為0來解答；
②結(jié)合氧化還原反應(yīng)中化合價升降相等，判斷ClO₂中Cl元素化合價變化，元素化合價升高表現(xiàn)還原性，元素化合價降低表現(xiàn)氧化性；
③將Cl₂通入填充有固體NaClO₂的反應(yīng)柱內(nèi)二者反應(yīng)可制得ClO₂，NaClO₂中Cl從+3價升高到+4價，Cl₂中Cl元素的化合價從0價降低到-1價，其反應(yīng)為2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl；結(jié)合反應(yīng)物之間的關(guān)系計算．

解答 解：（1）若A中固體為MnO₂，滴入濃鹽酸，則A裝置是氯氣發(fā)生裝置，二氧化錳和濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）裝置B中為氯水，滴在藍(lán)色石蕊試紙上，溶液的顏色會出現(xiàn)由紫色變?yōu)榧t色，再變?yōu)闊o色，是因為氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，Cl₂+H₂O=HCl+HClO，鹽酸使強(qiáng)酸能使石蕊試液變紅，生成的HClO具有漂白性使石蕊褪色，
故答案為：漂白性；
（3）C中為氫氧化鈉，C1₂和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應(yīng)為：C1₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：C1₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（4）①鹽酸的物質(zhì)的量濃度C$\frac{1{0}^{3}ρω}{M}$=$\frac{1{0}^{3}×1.2×36.5%}{36.5}$mol/L=12mol/L，
故答案為：12mol/L；
②反應(yīng)中高錳酸鉀為氧化劑，濃鹽酸為還原劑，Mn元素的化合價+7→+2，和Cl元素的化合價-1→0，反應(yīng)中氧化劑和還原劑得失電子數(shù)目相等，
故答案為：；
（5）①二氧化氯的化學(xué)式為C1O₂，氧元素的化合價為-2價，設(shè)該化合物中氯元素的化合價為x，則x+（-2）×2=0，解得x=+4，
故答案為：+4價；
②反應(yīng)中Fe元素、Mn元素化合價升高，根據(jù)化合價升降相等，ClO₂中Cl元素化合價降低，表現(xiàn)氧化性，
故答案為：氧化；
③將Cl₂通入填充有固體NaClO₂的反應(yīng)柱內(nèi)二者反應(yīng)可制得ClO₂，NaClO₂中Cl從+3價升高到+4價，Cl₂中Cl元素的化合價從0價降低到-1價，其反應(yīng)為2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl，則還原產(chǎn)物為NaCl，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L Cl₂，即0.5mol，生成ClO₂為1mol，其質(zhì)量為1mol×67.5g/mol=67.5g；
故答案為：NaCl；67.5．

點(diǎn)評 本題考查了性質(zhì)實驗方案設(shè)計、氧化還原反應(yīng)的計算，側(cè)重考查計算能力，氧化還原反應(yīng)中得失電子相等，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)結(jié)合氧化還原反應(yīng)來分析解答，題目難度中等．