Question

实验室用二氧化锰与浓盐酸作为原料制取氯气，某同学利用此原理制氯气并设计了如图所示的实验装置。

请回答下列问题：

（1）从①、②、③装置中选择合适的制气装置(A处)            (填写序号)。

(2)写出A处的化学反应方程___________________。

（3）装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能是              ，说明该装置存在明显的缺陷，合理的改进方法是                       。

（4）氯气通入饱和NaHCO₃溶液中能产生无色气体，已知酸性：盐酸>碳酸>次氯酸，该实验证明氯气与水反应的生成物中含有                   。

（5）NaClO₂是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：

①NaClO₂中Cl的化合价为                     。

②写出“反应”步骤中生成ClO₂的化学方程式_____        __。

Answer

（1）②（2）MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O

（3）产生的氯气中含有水蒸气，二者反应生成次氯酸；在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶(或干燥装置)

（4）HCl；（5）①+3价；②2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4；

【解析】

试题分析：（1）二氧化锰与浓盐酸作为原料制取氯气的反应属于固体跟液体在加热时反应生成气体的反应，因此应该选择的制气装置为②，故答案为：②；

(2)实验室用二氧化锰与浓盐酸作为原料制取氯气，反应的化学反应方程为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案为：MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O；

（3）装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，产生的氯气中含有水蒸气，二者反应生成次氯酸，造成装置B中的布条也褪色，为了解决该问题，合理的改进方法是在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶(或干燥装置)，故答案为：产生的氯气中含有水蒸气，二者反应生成次氯酸；在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶(或干燥装置)；

（4）根据酸性：盐酸>碳酸>次氯酸，氯气通入饱和NaHCO3溶液中能产生无色气体，证明氯气与水反应的生成物中含有HCl，故答案为：HCl；

（5）①在NaClO2中Na为+1价，O为-2价，根据正负化合价的代数和为0，可得Cl的化合价为+3价，故答案为：+3；②NaClO3和SO2在H2SO4酸化条件下生成ClO2，其中NaClO2是氧化剂，还原产物为NaCl，回收产物为NaHSO4，说明生成硫酸氢钠，且产生ClO2，根据电子守恒可知，此反应的化学方程式为：2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2，故答案为：2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2。

【考点定位】考查制备实验方案的设计、氯气的制备和性质

【名师点晴】本题考查了氯气的制备的实验和性质、氧化还原反应的计算等。注意物质性质的理解应用。氯气的实验室制备实验中要注意的问题主要有：①反应不能加强热：因为浓盐酸有较强的挥发性，若加强热会使氯气中有大量的HCl杂质，并且降低了HCl的利用率；②稀盐酸不与MnO2反应，因此不可用稀盐酸代替浓盐酸制取氯气；③氯气中混入HCl的除杂：HCl的除杂一般使用饱和食盐水，因为水会吸收部分的氯气；④随着反应的进行，浓盐酸的浓度逐渐变小，稀盐酸与MnO2不反应，因此浓盐酸不能耗尽。