Question

氯氣在生產生活中應用廣泛．實驗室可用MnO₂與濃鹽酸反應制取，反應原理如下：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
（1）若制得標準狀況下11.2L Cl₂，則被氧化的HCl為

 

mol．
（2）多余的氯氣可用NaOH溶液吸收，反應的離子方程式為

 

．
（3）海底蘊藏著豐富的錳結核礦，其主要成分是MnO₂．1991年由Allen等人研究，用硫酸淋洗后使用不同的方法可制備純凈的MnO₂，其制備過程如圖所示：

①步驟Ⅰ中，試劑甲必須具有的性質是

 

（填序號）．
a．氧化性    b．還原性    c．酸性
②步驟Ⅲ中，以NaClO₃為氧化劑，當生成0.050mol MnO₂時，消耗0.10mol?L^-1的NaClO₃溶液200mL，該反應的離子方程式為

 

．
（4）用100mL12.0mol?L^-1的濃鹽酸與足量MnO₂混合后，加熱，反應產生的氯氣物質的量遠遠少于0.30mol，請你分析可能的原因為

 

．

Answer 1

分析：（1）n（Cl₂）=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，結合反應的化學方程式計算；
（2）氯氣和氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（3）①步驟I中，Mn元素的化合價由+4價降低為+2價；
②步驟Ⅲ中，以NaClO₃為氧化劑，當生成0.050mol MnO₂時，消耗0.10mol?L^-1 的NaClO₃溶液200mL，利用電子守恒確定還原產物，以此書寫離子反應．
（4）根據稀鹽酸與二氧化錳不反應進行判斷．

解答：解：（1）n（Cl₂）=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，由方程式可知，當有0.5mol氯氣生成時，有1molHCl被氧化，故答案為：1；
（2）氯氣和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，離子反應方程式為：Cl₂+2OH^?=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案為：Cl₂+2OH^?=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）①步驟I中，Mn元素的化合價由+4價降低為+2價，則試劑甲應具有還原性，故答案為：b；
②步驟Ⅲ中，以NaClO₃為氧化劑，當生成0.050mol MnO₂時，消耗0.10mol?L^-1 的NaClO₃溶液200mL，設還原產物中Cl的化合價為x，
則由電子守恒可知，0.05mol×（4-2）=0.1mol/L×0.2L×（5-x），解得x=0，即生成氯氣，則離子反應為2ClO₃^-+5Mn²⁺+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺，
故答案為：2ClO₃^-+5Mn²⁺+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺；
（4）用100mL12.0mol?L^-1的濃鹽酸與足量MnO₂混合后，加熱，隨著反應的進行，鹽酸的濃度逐漸降低，還原性逐漸減弱，則生成的氯氣的物質的量小于0.30mol，
故答案為：隨著反應的進行，鹽酸濃度減小，反應終止．

點評：本題以氯氣及其化合物的性質考查氧化還原反應，明確信息及流流程中Mn元素的化合價變化、電子守恒即可解答，題目難度中等．