Question

用浓盐酸和二氧化锰制氯气的实验装置如图所示：

(1)下列气体实验室制备时，可以用相同发生装置的是 _______

A.O₂        B.  H₂    C.HCl     D. CO₂  

(2)制得的氯气中还含有氯化氢杂质，可通过装有______的洗气瓶除去。

(3)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)₂]制取漂白粉，化学反应方程式为___________；漂白粉在空气中很容易变质，请写出漂白粉在空气中变质的反应方程式____。

(4)据报道，日常生活中，将洁厕液(主要成分是HCl)与84消毒液(主要成分是次氯酸钠)混合使用会发生中毒的事故，生成有毒的氯气。写出反应的化学方程式______。

(5)二氧化锰和高锰酸钾都是强氧化剂，均可将浓盐酸氧化为氯气。用浓盐酸和高锰酸钾制氯气的反应方程式如下：  KMnO₄ +  HCl=  KCl +   MnCl₂ +  Cl₂↑+   H₂O

①配平该反应的化学方程式______。

②用“单线桥”在上述方程式上标出电子转移的方向和数目______。该反应中______元素被氧化，起酸性作用的HCl是______mol。当有1mol电子转移时，可生成气体(标准状态下)______ 升。

(6)(如图)有人做了一个改进实验。挤压软塑料瓶，向装有固体B的锥形瓶中加入溶液A，同时往燃烧管中通入气体C并点燃，可以看到明显的燃烧现象(金属网用以防止气体混合爆炸)。

①用此装置模拟工业合成盐酸。则相应试剂选择正确的是_________(选填序号)。

	溶液A	固体B	气体C
a	稀硫酸	Zn	Cl2
b	浓盐酸	MnO2	H2
c	稀硝酸	Fe	Cl2
d	浓盐酸	KMnO4	H2

②管口可观察到的现象是__________。

Answer

C 饱和食盐水 2Cl2 + Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O Ca(ClO)2 + 2CO2 + 2H2O=Ca(HCO3)2+ 2HClO 2HClO 2HCl+ O2↑ 2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O 氯元素 6 11.2 d 苍白色火焰，管口上方有白雾

【解析】

实验室中浓盐酸和二氧化锰反应制氯气的发生装置为：固体+液态气体；利用饱和食盐水除去HCl，可以降低氯气溶解度；用题（6）的装置模拟工业合成盐酸，则在燃烧管口处是氢气与氯气反应生成HCl，通入气体C为氢气、锥形瓶中生成的气体为氯气，且制备氯气的反应不需要加热。

（1）该发生装置为：固体与液态加热制备气体，与实验室制备HCl装置相同。实验室制氧气、氢气、二氧化碳的装置为固液不加热装置；故选C；
（2）饱和食盐水可以降低氯气在水溶液中的溶解度，故用饱和食盐式除去氯气中的HCl；
（3）氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙与水，反应方程式为：

2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；次氯酸钙与空气中二氧化碳、水反应生成碳酸钙、HClO，HClO在光照条件下分解为HCl与氧气，相关反应方程式为：Ca(ClO)2 + 2CO2 + 2H2O=Ca(HCO3)2+ 2HClO ；2HClO2HCl+ O2↑，漂白粉变质；
（4）由题意可知，HCl与次氯酸钠反应生成氯化钠、氯气与水，反应方程式为：NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O；

（5）①反应中锰元素全部被还原，锰元素化合价由+7价降低为+2价，总共降低5价，氯元素化合价由HCl中的-1升高为氯气中的0价，总共升高2价，化合价升降最小公倍数为10，高锰酸钾系数为2，氯气系数为5，配平后反应方程式为：2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O；

②反应中转移电子数目为10，用单线桥标出电子转移为，反应中Cl元素化合价升高，发生氧化反应，起酸性作用的HCl生成KCl、MnCl2，起酸性作用的HCl为6mol，当有1mol电子转移时，生成氯气为0.5mol，生成氯气体积在标况下为0.5mol×22.4L/mol=11.2L；
（6）用此装置模拟工业合成盐酸，则在燃烧管口处是氢气与氯气反应生成HCl，通入气体C具有可燃性，则C为氢气、锥形瓶中生成的气体为氯气，且制备氯气的反应不需要加热，二氧化锰和浓盐酸的反应需加热才能发，浓盐酸和高锰酸钾在不加热的条件下可以生成氯气，故d正确；氢气在纯净的氯气中燃烧生成氯化氢，发出苍白色的火焰，氯化氢极易溶于水，在管口上分与水蒸气结合成盐酸液滴，看到白雾产生。