Question

某研究小组制备氯气并对产生氯气的条件进行探究。

(1)装置A中用MnO₂与浓盐酸反应制取Cl₂，利用了浓HCl的___________(填“氧化性”或“还原性”)。

(2)A中产生的气体不纯，含有的杂质可能是___________。

(3)B用于收集Cl₂，请完善装置B并用箭头标明进出气体方向_____________。

(4)C用于吸收多余的Cl₂，C中发生反应的离子方程式是____________________________________________________________。

(5)该小组欲研究盐酸的浓度对制Cl₂的影响，设计实验进行如下探究。

①已知MnO₂呈弱碱性。 Ⅰ中溶液呈浅棕色是由于MnO₂与浓盐酸发生了复分解反应，化学方程式是___________________________________________________。

②Ⅱ中发生了分解反应，反应的化学方程式是__________________________________。

③Ⅲ中无明显现象的原因，可能是c(H^＋)或c(Cl^－)较低，设计实验Ⅳ进行探究：

将实验Ⅲ、Ⅳ作对比，得出的结论是____________________________；

将ⅰ、ⅱ作对比，得出的结论是___________________________________。

Answer

还原性 HCl、H2O(g) Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O MnO2＋4HCl=MnCl4＋2H2O MnCl4=Cl2↑＋MnCl2 Ⅲ中没有明显现象的原因是c(H＋)、c(Cl－) 较低，需要增大到一定浓度才能被MnO2氧化 MnO2氧化盐酸的反应中c(H＋)变化的影响大于c(Cl－)

【解析】

（1）二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下反应生成氯气，元素失电子化合价升高发生氧化反应，元素得电子化合价降低发生还原反应；

（2）MnO2与浓盐酸反应制取Cl2中混有氯化氢和水蒸气；

（3）氯气的密度比空气的密度大，采用向上排空气法收集氯气；

（4）C中氢氧化钠溶液用于吸收多余的Cl2，生成氯化钠、次氯酸钠和水；

（5）①复分解反应为两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物；

②将Ⅰ中混合物过滤，加热滤液，Ⅱ中发生了分解反应，结合氧化还原反应单质守恒分析锰元素被还原的价态和物质；

③Ⅲ中无明显现象的原因，可能是c(H＋)或c(Cl－)较低，将ⅰ、ⅱ做对比加热MnO2和4moL-1稀盐酸混合物，加热硫酸和加入氯化钠当生成黄绿色气体，其中氢离子浓度小于氯离子的浓度。

（1）二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下反应生成氯气，氯元素化合价升高，锰元素的化合价降低，氯化氢做还原剂，利用氯化氢的还原性；

（2）用MnO2与浓盐酸在加入条件下反应制取Cl2，浓盐酸中的氯化氢易挥发，故Cl2含有杂质为HCl、H2O(g)；

（3）氯气的密度比空气的密度大，采用向上排空气法，长导管进气，短导管出气，收集氯气的装置图为：；

（4）C用于吸收多余的Cl2，防止污染环境，C中发生反应的离子方程式是：Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O；

（5）①MnO2呈弱碱性。 Ⅰ中溶液呈浅棕色是由于MnO2与浓盐酸发生了复分解反应，酸碱中和反应生成盐和水，化学方程式是：MnO2+ 4HCl=MnCl4+2 H2O；

②Ⅱ中发生了分解反应，将Ⅰ中混合物过滤，加热滤液分解生成MnCl2和Cl2，反应的化学方程式是：MnCl4= MnCl2+Cl2↑；

③Ⅲ中无明显现象的原因，可能是c(H＋)或c(Cl－)较低，将实验Ⅲ、Ⅳ作对比，得出的结论是Ⅲ中无明显现象的原因是c(H+)、c(Cl-)较低，需要增大到一定浓度，才能被MnO2氧化，将ⅰ、ⅱ作对比，加热MnO2和4moL-1稀盐酸混合物，加热硫酸和加入氯化钠当生成黄绿色气体，其中氢离子浓度小于氯离子的浓度，得出的结论是MnO2氧化盐酸的反应中c(H+)变化的影响大于c(Cl-)。