Question

8．實驗室常用以下方法制取氯氣：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
（1）用雙線橋標出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目．
（2）在標準狀況下生成的Cl₂為11.2L時，參加反應的HCl的物質(zhì)的量為2mol，被氧化HCl的質(zhì)量為36.5g．
（3）為保證實驗安全，常用NaOH溶液吸收多余的氯氣．
①寫出反應的離子方程式Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
②當氯氣以每分鐘1.12L（標準狀況）的流速勻速通入時，若實驗需耗時4分鐘，小燒杯中盛2mol•L^-1的NaOH溶液的體積至少應為多少？（寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O反應中錳元素化合價變化：+4→+2，氯化氫中部分氯元素化合價變化：-1→0，消耗1mol二氧化錳，轉(zhuǎn)移4mol電子，據(jù)此解答；
（2）根據(jù)標況下氣體的摩爾體積，可計算出Cl₂的物質(zhì)的量，再結(jié)合化合價的變化，可求算被氧化的HCl的物質(zhì)的量，根據(jù)摩爾質(zhì)量計算對應HCl的質(zhì)量；
（3）①氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
②根據(jù)氯氣和氫氧化鈉反應的方程式可以求得所需氫氧化鈉的體積．

解答 解：（1）MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O反應中錳元素化合價變化：+4→+2，氯化氫中部分氯元素化合價變化：-1→0，消耗1mol二氧化錳，轉(zhuǎn)移4mol電子，用雙線橋表示為：，故答案為：；
（2）標況下11.2LCl₂的物質(zhì)的量為$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，此反應中HCl和Cl₂的化學計量數(shù)之比為4：1，則參加反應的HCl的物質(zhì)的量為0.5mol×4=2mol，反應中被氧化的HCl為參加反應HCl的物質(zhì)的量的$\frac{1}{2}$，則被氧化HCl的物質(zhì)的量為2mol×$\frac{1}{2}$=1mol，質(zhì)量為1mol×36.5g/mol=36.5g；
故答案為：2mol；36.5g．
（3）①氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，離子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
②4分鐘時n（Cl₂）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$×4=0.2mol，根據(jù)反應方程式Cl₂+2HaOH=NaCl+NaClO+H₂O可知，
需要n（NaOH）=0.4mol，
所以V（NaOH）=$\frac{0.4mol}{2mol/L}$=0.2L=200mL，
答：NaOH溶液的體積至少應為200mL．

點評 本題通過氯氣的實驗室制備考查了氧化還原反應，側(cè)重考查氧化還原反應雙線橋表示方法、有關(guān)方程式計算，題目難度中等．