Question

6．化學實驗有助于理解化學知識，提升科學素養．某學習小組在實驗室中用濃鹽酸與MnO₂共熱制取Cl₂并進行相關探究．
（1）已知發生裝置如右圖所示．請寫出該反應的離子方程式MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O制備實驗開始時，先檢查裝置氣密性，接下來的操作依次是ACB（填序號）
A．往燒瓶中加入MnO₂粉末          B．加熱
C．往燒瓶中加入濃鹽酸
（2）為了制取純凈干燥的氯氣，應將氯氣依次通過盛有飽和食鹽水，濃硫酸的試劑瓶（填試劑名稱）
（3）該小組關于實驗中可制得氯氣體積（標準狀況）的討論正確的是C
A．若提供0.4mol HCl，MnO₂不足量，則可制得氯氣2.24L
B．若提供0.4mol HCl，MnO₂過量，則可制得氯氣2.24L
C．若有0.4mol HCl參與反應，則可制得氯氣2.24L
D．若有0.4mol HCl被氧化，則可制得氯氣2.24L
（4）寫出工業制氯氣的化學方程式2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．

Answer 1

分析 （1）濃鹽酸與MnO₂共熱反應生成氯化錳、氯氣和水；
檢查氣密性后先向燒瓶中加入二氧化錳再用分液漏斗加入濃鹽酸加熱反應制取氯氣；
（2）濃鹽酸易揮發，從發生裝置中制取的氯氣含有氯化氫、水蒸汽雜質，要制取純凈干燥的氯氣應分別除去氯化氫和水蒸氣；
（3）依據方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，可知只有濃鹽酸才能與二氧化錳反應，鹽酸定量時隨著反應進行鹽酸濃度降低，變為稀鹽酸，不再與二氧化錳反應；
（4）工業上用電解飽和食鹽水方法制取氯氣．

解答 解：（1）濃鹽酸與MnO₂共熱反應生成氯化錳、氯氣和水，化學方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2 H₂O；
檢查氣密性后先向燒瓶中加入二氧化錳再用分液漏斗加入濃鹽酸加熱反應制取氯氣，所以正確的順序為：ACB；
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2 H₂O； A C B；
（2）濃鹽酸易揮發，從發生裝置中制取的氯氣含有氯化氫、水蒸汽雜質，通過盛有飽和食鹽水的洗氣瓶可以除去氯化氫氣體，通過盛有濃硫酸的洗氣瓶可以除去水蒸氣；
故答案為：飽和食鹽水；濃硫酸；
（3）依據方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，可知只有濃鹽酸才能與二氧化錳反應，鹽酸定量時隨著反應進行鹽酸濃度降低，變為稀鹽酸，不再與二氧化錳反應，
A．若提供0.4mol HCl，MnO₂不足量，鹽酸在反應過程中濃度降低，變為稀鹽酸，不再反應，故得氯氣小于2.24L，故A不選；
B．若提供0.4mol HCl，MnO₂過量，鹽酸在反應過程中濃度降低，變為稀鹽酸，不再反應，故得氯氣小于2.24L，故B不選；
C．若有0.4mol HCl參與反應，依據方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，生成氯氣0.1mol，則可制得氯氣2.24L，故C選；
D．依據方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，若有0.4mol HCl被氧化，生成0.2mol氯氣，則可制得氯氣4.48L，故D不選；
故選：C；
（4）工業上用電解飽和食鹽水制取氯氣，方程式：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．

點評 本題考查了實驗室、工業制備氯氣的原理，明確反應原理是解題關鍵，注意氯氣的凈化，題目難度不大．