Question

19．用濃鹽酸和二氧化錳制氯氣的實驗裝置如圖所示：

（1）下列氣體實驗室制備時，可以用相同發生裝置的是C
A．O₂       B．H₂   C．HCl     D．CO₂
（2）制得的氯氣中還含有氯化氫雜質，可通過裝有飽和食鹽水的洗氣瓶除去．
（3）工業上將氯氣通入石灰乳[Ca（OH）₂]制取漂白粉，化學反應方程式為2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，漂白粉在空氣中很容易變質，請寫出漂白粉在空氣中變質的反應方程式CO₂+H₂O+Ca（ClO）₂=CaCO₃↓+2HClO，2HClO $\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl↑+O₂↑，．據報道，日常生活中，將潔廁液（主要成分是HCl）與84消毒液（主要成分是次氯酸鈉）混合使用會發生中毒的事故，生成有毒的氯氣．寫出反應的化學方程式NaClO+2HCl=NaCl+Cl₂↑+H₂O．
（4）二氧化錳和高錳酸鉀都是強氧化劑，均可將濃鹽酸氧化為氯氣．用濃鹽酸和高錳酸鉀制氯氣的反應方程式如下：KMnO₄+HCl→KCl+MnCl₂+Cl₂+H₂O
①配平該反應的化學方程式．
②用“單線橋”在上述程式上標出電子轉移的方向和數目．
該反應中Cl元素被氧化，方程式中起酸性作用的HCl是6mol．當有1mol電子轉移時，可生成氣體（標準狀態下）11.2升．
（5）（如圖）有人做了一個改進實驗．擠壓軟塑料瓶，向裝有固體B的錐形瓶中加入溶液A，同時往燃燒管中通入氣體C并點燃，可以看到明顯的燃燒現象（金屬網用以防止氣體混合爆炸）．
用此裝置模擬工業合成鹽酸．則相應試劑選擇正確的是d（選填序號）．

	溶液A	固體B	氣體C
a	稀硫酸	Zn	Cl2
b	濃鹽酸	MnO2	H2
c	稀硝酸	Fe	Cl2
d	濃鹽酸	KMnO4	H2

管口可觀察到的現象是蒼白色火焰，管口上方有白霧．

Answer 1

分析 （1）該發生裝置為：固體+液態$\stackrel{△}{→}$氣體；
（2）利用飽和食鹽水除去HCl，可以降低氯氣溶解度；
（3）氯氣與氫氧化鈣反應生成氯化鈣、次氯酸鈣與水；次氯酸鈣與空氣中二氧化碳、水反應生成碳酸鈣、HClO，HClO在光照條件下分解為HCl與氧氣；由題意可知，HCl與次氯酸鈉反應生成氯化鈉、氯氣與水；
（4）①反應中錳元素全部被還原，錳元素化合價由+7價降低為+2價，總共降低5價，氯元素化合價由HCl中的-1升高為氯氣中的0價，總共升高2價，化合價升降最小公倍數為10，高錳酸鉀系數為2，氯氣系數為5，再根據原子守恒配平；
②反應中轉移電子數目為10，單線橋表示電子轉移時，在反應物中由化合價升高的元素指向化合價降低的元素，并注明電子數目；
元素化合價升高，發生氧化反應，起酸性作用的HCl生成KCl、MnCl₂，其還原劑作用的HCl生成氯氣，根據電子轉移守恒計算生成氯氣體積；
（5）用此裝置模擬工業合成鹽酸，則在燃燒管口處是氫氣與氯氣反應生成HCl，通入氣體C為氫氣、錐形瓶中生成的氣體為氯氣，且制備氯氣的反應不需要加熱．

解答 解：（1）該發生裝置為：固體與液態加熱制備氣體，與實驗室制備HCl裝置相同，
故選：C；
（2）飽和食鹽水除去HCl，可以降低氯氣溶解度，
故答案為：飽和食鹽水；
（3）氯氣與氫氧化鈣反應生成氯化鈣、次氯酸鈣與水，反應方程式為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；
次氯酸鈣與空氣中二氧化碳、水反應生成碳酸鈣、HClO，HClO在光照條件下分解為HCl與氧氣，有關反應方程式為：CO₂+H₂O+Ca（ClO）₂=CaCO₃↓+2HClO，2HClO $\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl↑+O₂↑，漂白粉失效，
由題意可知，HCl與次氯酸鈉反應生成氯化鈉、氯氣與水，反應方程式為：NaClO+2HCl=NaCl+Cl₂↑+H₂O，
故答案為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；CO₂+H₂O+Ca（ClO）₂=CaCO₃↓+2HClO，2HClO $\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl↑+O₂↑；NaClO+2HCl=NaCl+Cl₂↑+H₂O；
（4）①反應中錳元素全部被還原，錳元素化合價由+7價降低為+2價，總共降低5價，氯元素化合價由HCl中的-1升高為氯氣中的0價，總共升高2價，化合價升降最小公倍數為10，高錳酸鉀系數為2，氯氣系數為5，配平后反應方程式為：2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂+8H₂O，
故答案為：2KMnO₄+16HCl=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂+8H₂O；
②反應中轉移電子數目為10，用單線橋標出電子轉移為，反應中Cl元素化合價升高，發生氧化反應，起酸性作用的HCl生成KCl、MnCl₂，起酸性作用的HCl為6mol，當有1mol電子轉移時，生成氯氣為$\frac{1mol}{2}$=0.5mol，生成氯氣體積為0.5mol×22.4L/mol=11.2L，
故答案為：；Cl；6；11.2；
（5）用此裝置模擬工業合成鹽酸，則在燃燒管口處是氫氣與氯氣反應生成HCl，通入氣體C具有可燃性，則C為氫氣、錐形瓶中生成的氣體為氯氣，且制備氯氣的反應不需要加熱，二氧化錳和濃鹽酸的反應需加熱才能發，濃鹽酸和高錳酸鉀在不加熱的條件下可以生成氯氣，故d正確；
氫氣在純凈的氯氣中燃燒生成氯化氫，發出蒼白色的火焰，氯化氫極易溶于水，在管口上分與水蒸氣結合成鹽酸液滴，看到白霧產生；
故答案為：d； 蒼白色火焰，管口上方有白霧．

點評 本題考查氯氣的制備、氧化還原反應、實驗原理與裝置的分析評價等，需要學生具備扎實的基礎與實驗分析能力，題目難度中等．