Question

15．如圖表示在沒有通風櫥時收集純凈的氯氣時設計的裝置，圖中A、B是可控制的彈簧夾
（1）寫出燒瓶內發生反應的化學方程式，并標出電子轉移的方向和數目，若反應中生成11.2L的Cl₂（標準狀況），問轉移電子的物質的量是1mol
（2）實驗室用下列兩種方法制取氯氣：①用含HCl 146g 的濃鹽酸與足量的MnO₂反應②用87g MnO₂與足量的濃鹽酸反應，則所得Cl₂B
A．①比②多     B．②比①多       C．一樣多        D．無法比較
（3）燒杯中盛放的液體是氫氧化鈉溶液，其作用是吸收多余的氯氣，發生反應的離子方程式Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O水槽中應盛放的液體是飽和食鹽水．
（4）簡述操作過程：（從氯氣已經產生開始）在收集氯氣之前，應打開B，關閉A，當氯氣純度合乎要求時，應打開A，關閉B．當氯氣收集完畢時，應關閉A，打開B．（填如何控制A、B）

Answer 1

分析 （1）燒瓶內發生反應為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，根據元素化合價比較標出轉移電子與數目，計算氯氣的物質的量，結合方程式中轉移數目計算轉移電子物質的量；
（2）由MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，可知87g二氧化錳與146gHCl恰好完全反應，但隨著反應的進行，鹽酸的濃度減小，反應不再進行，①中HCl不能完全反應，②中二氧化錳完全反應；
（3）氯氣有毒，直接排放會污染空氣，需要尾氣處理，常用氫氧化鈉溶液吸收；氯氣在飽和氯化鈉溶液中的溶解度較小，實驗室常用排飽和食鹽水法收集氯氣；
（4）在收集氯氣之前，應打開B，關閉A，排盡裝置內的空氣，收集氯氣時，應關閉B，打開A，用排飽和食鹽水法收集；收集完畢，關閉A，打開B，用氫氧化鈉溶液吸收多余氯氣．

解答 解：（1）燒瓶內發生反應為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，標出電子轉移與數目為：，11.2L的Cl₂（標準狀況）的物質的量為$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，故轉移電子為0.5mol×2=1mol，
故答案為：；1mol；
（2）由MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，可知87g二氧化錳與146gHCl恰好完全反應，但隨著反應的進行，鹽酸的濃度減小，反應不再進行，①中HCl不能完全反應，②中二氧化錳完全反應，故生成氯氣的體積②＞①，
故答案為：B；
（3）氯氣有毒，可污染空氣，要進行尾氣吸收，常用氫氧化鈉溶液吸收，氯氣和氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應離子方程式為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，氯氣在飽和氯化鈉溶液中的溶解度較小，實驗室常用排飽和食鹽水法收集氯氣；
故答案為：氫氧化鈉溶液；吸收多余的氯氣；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；飽和食鹽水；
（4）在收集氯氣之前，應打開B，關閉A，排盡裝置內的空氣，當氯氣純度合乎要求時，應打開A，關閉B，用排飽和食鹽水法收集，但氯氣收集完畢時，應關閉A，打開B，多余的氣體通入氫氧化鈉溶液進行吸收，防止污染空氣，
故答案為：打開B，關閉A；打開A，關閉B；關閉A，打開B．

點評 本題考查氯氣制備、氧化還原反應等，注意利用單線橋與雙線橋表示電子轉移，注意注意濃鹽酸與二氧化錳反應，隨著反應的進行，鹽酸的濃度減小，反應不再進行．