Question

3．已知實驗室制取氯氣的反應為：MnO₂+4HCl（濃）→MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，取10.44g二氧化錳跟100mL12mol/L濃鹽酸充分反應，求：
（1）在標準狀況下生成多少升Cl₂？
（2）發生氧化反應的HCl的物質的量是多少？
（3）向反應后的溶液中加入過量的AgNO₃溶液，則能生成多少克白色沉淀？

Answer 1

分析 （1）根據n=$\frac{m}{M}$計算出二氧化錳的物質的量，再根據n=cV計算出100mL12mol/L濃鹽酸中含有HCl的物質的量，結合反應方程式判斷過量情況，根據不足量計算出生成氯氣的物質的量，最后根據V=nVm計算出生成氯氣在標準狀況下的體積；
（2）HCl被氧化生成氯氣，根據氯氣的物質的量及Cl鹽酸守恒計算出發生氧化反應的HCl的物質的量；
（3）加入過量硝酸銀溶液反應生成AgCl沉淀，根據Cl元素守恒可計算出生成氯化銀的物質的量，然后根據m=nM計算出生成氯化銀的質量．

解答 解：（1）10.44g二氧化錳的物質的量為：$\frac{10.44g}{87g/mol}$=0.12mol，100mL12mol/L濃鹽酸中含有HCl的物質的量為：12mol/L×0.1L=1.2mol，
根據反應MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O可知，0.12mol二氧化錳完全反應消耗HCl的物質的量為：0.12mol×4=0.48mol＜1.2mol，說明濃鹽酸過量，生成的氯氣按照二氧化錳的量計算，
MnO₂+4HCl（濃）→MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
 1                                        1
0.12mol                            n（Cl₂）
則生成氯氣的物質的量為0.12mol，標準狀況下0.12mol氯氣的體積為：22.4L/mol×0.12mol=2.688L，
答：在標準狀況下生成2.688LCl₂；
（2）反應MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O中HCl被氧化生成氯氣，根據Cl元素守恒可知發生氧化反應的HCl的物質的量為：n（HCl）=2n（Cl₂）=0.12mol×
2=0.24mol，
答：發生氧化反應的HCl的物質的量為0.24mol；
（3）100mL12mol/L濃鹽酸中含有HCl的物質的量為1.2mol，被氧化生成氯氣的HCl的物質的量為0.24mol，則反應后溶液中含有氯離子的物質的量為：1.2mol-0.24mol=0.96mol，
根據Cl元素守恒可知生成AgCl的物質的量為0.96mol，質量為：143.5g/mol×0.96mol=137.76g，
答：向反應后的溶液中加入過量的AgNO₃溶液，則能生成137.76g AgCl白色沉淀．

點評 本題考查了氧化還原反應計算，題目難度中等，明確氧化還原反應的實質為解答關鍵，注意掌握守恒思想在化學計算中的應用，試題培養了學生的化學計算能力．