Question

【題目】下圖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是常見的氣體發生裝置；Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ是氣體收集裝置，根據要求回答下列問題：

(1)若用MnO2與濃鹽酸反應制取氯氣，應選用發生裝置_____，用方程式表示制取氯氣的反應原理是______。

(2)若用KMnO4與濃鹽酸反應制取氯氣，試完成并配平下列離子方程式：

____MnO42-＋____Cl－＋____H＋===____Mn2＋＋____Cl2↑＋____________。

(3)若選用Ⅳ為氯氣的收集裝置，應該在試管口放置一團棉花，該棉花團應用________溶液浸濕，其作用是____________。

(4)若選用Ⅴ為氯氣收集裝置，則氯氣應從__________口通入。用化學方法檢驗氯氣收集滿了的方法是_______。

(5)科學家經研究發現NaClO2可用于制取自來水消毒劑ClO2。在一定條件下，將Cl2通入填充有固體NaClO2的反應柱內二者反應可制得ClO2。還原產物為_____，當消耗標準狀況下1.12L Cl2 時，制得ClO2_____g。

Answer 1

【答案】Ⅰ MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 2 10 16 2 5 8H2O 氫氧化鈉 防止氯氣逸出污染空氣 A 將濕潤的淀粉KI試紙放在B口處，試紙變藍色，證明氯氣已集滿 NaCl 6.75

【解析】

（1）根據反應物的狀態及反應條件確定反應裝置；二氧化錳和濃鹽酸反應生成氯化錳、氯氣和水，注意二氧化錳和濃鹽酸反應但不與稀鹽酸反應；

（2）分析反應中元素化合價變化，依據氧化還原反應得失電子守恒、原子個數守恒配平方程式；

（3）氯氣有毒，直接排放能夠引起空氣污染，氯氣能夠與堿反應可以用氫氧化鈉溶液吸收；

（4）氯氣密度大于空氣密度，應選擇向上排氣法收集，氯氣具有氧化性能氧化碘離子生成單質碘；

（5）得到電子的元素生成的物質是還原產物，根據元素的化合價變化計算。

（1）二氧化錳和濃鹽酸的反應是固液混合加熱型，所以選擇Ⅰ裝置；在加熱條件下，二氧化錳和濃鹽酸反應生成氯化錳、氯氣和水，反應的方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；

（2）高錳酸鉀與濃鹽酸不需要加熱即可制備氯氣，反應中KMnO4→MnCl2，Mn元素化合價由+7降低為+2，共降低5價，HCl（濃）→Cl2，Cl元素化合價由-1價升高為0價，共升高為2價，化合價升降最小公倍數為10，故KMnO4的系數為2，Cl2的系數為5，再根據原子守恒配平其它物質的系數，配平后的方程式為2MnO4-+16H++10Cl-＝2Mn2++5Cl2↑+8H2O；

（3）氯氣有毒，直接排放能夠引起空氣污染，氯氣能夠與堿反應可以用氫氧化鈉溶液吸收，所以若選用Ⅳ為氯氣的收集裝置，應該在試管口放置一團棉花，該棉花團應用氫氧化鈉溶液浸濕，其作用是吸收過量氯氣，防止空氣污染；

（4）氯氣密度大于空氣密度，應選擇向上排氣法收集，若選用Ⅴ為氯氣收集裝置，應長進短出，即從A口入；氯氣具有氧化性能氧化碘離子生成單質碘，碘遇到淀粉變藍，所以可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗，即將濕潤的淀粉KI試紙放在B口處，試紙變藍色，證明氯氣已集滿；

（5）反應物氯氣中氯元素化合價從0價降低到－1價，得到1個電子，氯氣是氧化劑，所以還原產物是NaCl。NaClO2中氯元素化合價從+3價升高到+4價，失去1個電子，因此當消耗標準狀況下1.12L Cl2即0.05mol時，根據電子得失守恒可知可制得ClO2的質量是0.05mol×2×67.5g/mol＝6.75g。