稿件来源:高途
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必修一
第四章 非金属及其化合物
第二节 富集在海水中的元素——氯
氯气
某研究小组利用下图所示装置探究氯气的性质和氯气的刷备。
Ⅰ.氯气性质的探究
实验室用$\rm Mn{{O}_{2}}$与浓盐酸反应制取$\rm C{{l}_{2}}$,发生反应的化学方程式是 。利用了$\rm Mn{{O}_{2}}$的 $\rm ($填“氧化性”或“还原性”$\rm )$
$\\rm Mn{{O}_{2}}+4HCl(浓)\\begin{matrix} \\underline{\\underline{\\triangle}} \\\\ {} \\\\ \\end{matrix}MnC{{l}_{2}}+C{{l}_{2}}\\uparrow +2{{H}_{2}}O$;氧化性
"]]实验室用$\rm Mn{{O}_{2}}$与浓盐酸反应制取$\rm C{{l}_{2}}$,二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰和水,其发生反应的化学方程式是$\rm Mn{{O}_{2}}+4HCl(浓)\begin{matrix} \underline{\underline{\triangle}} \\ {} \\ \end{matrix}MnC{{l}_{2}}+C{{l}_{2}}\uparrow +2{{H}_{2}}O$,二氧化锰中锰化合价降低,则利用了$\rm Mn{{O}_{2}}$的氧化性。
①中溶液由无色变为橙黄色,发生反应的离子方程式是 。
$\\rm 2B{{r}^{-}}+C{{l}_{2}}=B{{r}_{2}}+2C{{l}^{-}}$
"]]①中溶液由无色变为橙黄色,是氯气将溴离子氧化为溴单质,其发生反应的离子方程式是$\rm 2B{{r}^{-}}+C{{l}_{2}}=B{{r}_{2}}+2C{{l}^{-}}$。
②中$\rm NaOH$溶液的作用是 ;发生反应的离子方程式是 。若用排空气法收集一瓶氯气,可利用方框中的装置代替装置①,请将方框中的收集装置补充完整 。
除去尾气氯气;$\\rm C{{l}_{2}}+2O{{H}^{-}}=C{{l}^{-}}+Cl{{O}^{-}}+{{H}_{2}}O$;
②氯气有毒,会污染环境,因此$\rm NaOH$溶液的作用是除去尾气氯气;氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,其发生反应的离子方程式是$\rm C{{l}_{2}}+2O{{H}^{-}}=C{{l}^{-}}+Cl{{O}^{-}}+{{H}_{2}}O$。若用排空气法收集一瓶氯气,由于氯气的密度比空气大,因此导气管应该“长进短出”,则方框中的装置图为。
取一支试管,加入$\rm 2\ mL$①中橙黄色溶液,再滴入几滴$\rm KI-$淀粉溶液,观察到溶液变为蓝色。通过以上实验,能否得出结论:$\rm B{{r}_{2}}$的氧化性强于$\rm {{I}_{2}}$,理由是 。
不能,$\\rm C{{l}_{2}}$可能剩余会干扰实验证据
"]]取一支试管,加入$\rm 2\ mL$①中橙黄色溶液,再滴入几滴$\rm KI-$淀粉溶液,观察到溶液变为蓝色,有与橙黄色溶液中是否含有氯气不清楚,若有氯气会干扰实验,因此不能得出结论:$\rm B{{r}_{2}}$的氧化性强于$\rm {{I}_{2}}$。
Ⅱ.氯气制备的探究
某化学小组研究盐酸被$\rm Mn{{O}_{2}}$氧化的条件,进行如下实验:
实验 | 操作 | 现象 |
Ⅰ | 常温下将$\rm Mn{{O}_{2}}$和$\rm 12\ mol\cdot {{L}^{-1}}$浓盐酸混合 | 溶液呈浅棕色,略有刺激性气味 |
Ⅱ | 将Ⅰ中混合物过滤,加热滤液 | 生成大量黄绿色气体 |
Ⅱ | 加热$\rm Mn{{O}_{2}}$和$\rm 4\ mol\cdot {{L}^{-1}}$稀盐酸混合物 | 无明显现象 |
资料:$\rm 12\ mol\cdot {{L}^{-1}}$表示盐酸的浓度,用符号$c$表示。数值越大表示浓度越高。
①已知$\rm Mn{{O}_{2}}$呈弱碱性。Ⅰ中溶液呈浅棕色是由于$\rm Mn{{O}_{2}}$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$c{\rm ({{H}^{+}})}$或$c{\rm (C{{l}^{-}})}$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 。
$\\rm Mn{{O}_{2}}+4HCl=MnC{{l}_{4}}+2{{H}_{2}}O$;$\\rm MnC{{l}_{4}}\\begin{matrix} \\underline{\\underline{\\triangle}} \\\\ {} \\\\ \\end{matrix}C{{l}_{2}}\\uparrow +MnC{{l}_{2}}$;Ⅲ$\\rm I$中没有明显现象的原因是$c{\\rm ({{H}^{+}})}$、$c{\\rm (C{{l}^{-}})}$较低,需要增大到一定浓度才能被$\\rm Mn{{O}_{2}}$氧化;$\\rm Mn{{O}_{2}}$氧化盐酸的反应中$c{\\rm ({{H}^{+}})}$变化的影响大于$c{\\rm (C{{l}^{-}})}$
"]]已知$\rm Mn{{O}_{2}}$呈弱碱性,Ⅰ中溶液呈浅棕色是由于$\rm Mn{{O}_{2}}$与浓盐酸发生了复分解反应,即生成$\rm MnCl_{4}$和水,其反应的化学方程式是$\rm Mn{{O}_{2}}+4HCl=MnC{{l}_{4}}+2{{H}_{2}}O$。
②Ⅱ中发生了分解反应,说明$\rm MnCl_{4}$受热分解为氯气和氯化锰,其反应的化学方程式是$\rm MnC{{l}_{4}}\begin{matrix} \underline{\underline{\triangle}} \\ {} \\ \end{matrix}C{{l}_{2}}\uparrow +MnC{{l}_{2}}$。
③将实验Ⅲ、Ⅳ作对比,Ⅳ中氢离子浓度和氯离子浓度增大一定程度有明显现象,因此得出的结论是Ⅲ$\rm I$中没有明显现象的原因是$c{\rm ({{H}^{+}})}$、$c{\rm (C{{l}^{-}})}$较低,需要增大到一定浓度才能被$\rm Mn{{O}_{2}}$氧化;将ⅰ、ⅱ作对比,氯离子浓度增大程度较大才有明显现象,因此得出的结论是$\rm Mn{{O}_{2}}$氧化盐酸的反应中$c{\rm ({{H}^{+}})}$变化的影响大于$c{\rm (C{{l}^{-}})}$。
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