某研究性学习小组进行了一系列化学实验后,发现高锰酸钾分解后的含锰元素的化合物都能和浓盐酸反应制得氯气,锰化合物的还原产物都是MnCl2(如:K2MnO4+8HC
题型:不详难度:来源:
某研究性学习小组进行了一系列化学实验后,发现高锰酸钾分解后的含锰元素的化合物都能和浓盐酸反应制得氯气,锰化合物的还原产物都是MnCl2(如:K2MnO4+8HCl═MnCl2+2Cl2↑+2KCl+4H2O).他们又进行了以下一些有关定量的实验,按要求填空或计算(气体体积都折合成标准状况). (1)称取了15.8g KMnO4粉末,放在试管中加热充分反应后,收集到气体的体积是______;另取31.6g KMnO4粉末和足量盐酸反应,收集到气体体积是______. (2)将31.6g KMnO4粉末加热一段时间,收集到1.12L气体后停止加热,冷却后放入足量的浓盐酸再加热,又收集到气体体积是______. (3)将a mol KMnO4粉末加热一段时间,收集到V1L气体后停止加热,冷却后放入足量的浓盐酸再加热反应充分后,又收集到气体体积V2L.则V2=______(用a、V1表达). |
答案
(1)15.8g KMnO4粉末物质的量==0.1mol,放在试管中加热充分反应, 化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,生成氧气物质的量为0.05mol, 所以氧气的体积在标准状况下=0.05mol×22.4L/mol=1.12L; 取31.6g KMnO4粉末和足量盐酸反应生成的气体是氯气,31.6g KMnO4粉末物质的量==0.2mol; 反应的化学方程式为:2KMnO4+16HCl═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,根据反应中的定量关系2KMnO4~5Cl2, 0.2mol高锰酸钾反应生成0.5mol氯气,标准状况下的体积=0.5mol×22.4L/mol=11.2L; 故答案为:1.12 L 11.2 L (2)31.6g KMnO4粉末加热一段时间,收集到1.12L气体后停止加热,根据化学方程式, 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,此时生成的气体是氧气0.05mol,生成锰酸钾0.05mol,二氧化锰0.05mol,分解的高锰酸钾0.1mol,剩余高锰酸钾0.1mol;根据氧化还原反应的电子守恒,这些氧化剂得到电子,锰元素最终变为锰离子,和浓盐酸反应,氯离子失去电子变为氯气,得失电子是相同的,根据电子守恒计算; 得到电子的物质:KMnO4~Mn2+~5e-,K2MnO4~Mn2+~4e-,MnO2~Mn2+~2e-, 0.1mol 0.5mol 0.05mol 0.2mol 0.05mol 0.1mol 共得到电子物质的量=0.1mol+0.2mol+0.5mol=0.8mol; 失电子的物质是氯化氢:2Cl-~Cl2~2e- 0.4mol 0.8mol 所以生成的氯气标准状况下的体积=0.4mol×22.4L/mol=8.96L 故答案为:8.96L; (3)将a mol KMnO4粉末加热一段时间,收集到V1 L气体为氧气后停止加热,冷却后放入足量的浓盐酸再加热反应充分后,又收集到气体体积V2 L 根据(2)的分析可知高锰酸钾得到的电子最终变为锰离子,其中有一部分生成了氧气,其他变化生成了氯气,依据氧化还原反应中的电子守恒得到: 失去电子的变化:KMnO4~O2~4e- 2Cl-~Cl2~2e- 得到电子的变化:KMnO4~Mn2+~5e-,除去生成氧气得到的电子,锰元素变为锰离子得到的电子全部生成氯气,所以生成氯气得到的电子物质的量=5amol- 由电子守恒可知:2Cl-~Cl2~2e- 生成氯气在标准状况下的体积=(5amol-)××22.4L/mol=56a-2V1 故答案为:56a-2V1 |
举一反三
氯气是一种重要的化工原料. (1)实验室可用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气,反应的化学方程式是 . (2)资料显示:Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4△ | . | 用图示装置制取PCl3,在E中放入足量白磷,将氯气不间断地通入E,氯气与白磷就会发生反应,并放出热量(温度高于75℃).已知:PCl3和PCl5遇水强烈反应,它们熔沸点数据如下:
| 熔点 | 沸点 | PCl3 | -112℃ | 75℃ | PCl5 | 148℃ | 200℃ | 某校化学兴趣小组的同学利用漂白粉与稀硫酸在加热条件下反应制取Cl2,其反应的化学方程式为:Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O.以下是制取Cl2并验证其部分性质的实验装置.
试回答下列问题: (1)请在上图(右上装置中)选择满足实线框图I的气体发生装置:______(填代号); (2)实验装置Ⅲ的作用是______; (3)一段时间后,装置Ⅲ的溶液仍呈强碱性,其中肯定存在Cl-、OH-和SO42-,请设计实验探究该吸收液中可能存在的其它阴离子(不考虑空气中CO2的影响). ①提出合理假设:假设1:只存在SO32-; 假设2:只存在ClO-; 假设3:______ ②设计实验方案进行实验,请写出实验步骤以及预期现象和结论.实验试剂:3mol•L-1 H2SO4、1mol•L-1 NaOH、0.01mol•L-1 KMnO4、淀粉KI溶液、紫色石蕊试液. 实验步骤 | 预期现象和结论 | 步骤1:取少量吸收液于试管中,滴加3mol•L-1 H2SO4至溶液显酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中. | / | 步骤2:______ | ______ | 步骤3:______ | ______ | 化学是一门以实验为基础的自然科学,掌握实验方法以及完成化学实验所必顺的技能是学好化学的关键.试回答下列实验问题:
(1)某同学认为MnO2与浓HCl反应制得的Cl2中含有HCl气体,该同学设计如图1所示装量时行验证. 已知B中试剂为CCl4,则: ①判定含有HCl气体的实验现象为:______. ②装置A中两仪器名称分别为:______、______. ③有人认为可将D装置溶液换成另一溶液,你认为可能为:______. (2)某课外研究小组设计如图所示的实验过程,用石油化学工业的废气催化剂(主要成份为Ag/α-Al2O3)来回收金属银和α-Al2O3,部分操作过程省略.α-Al2O3作为催化剂的载体,且不溶于硝酸: Ag/α-Al2O3
①Ag/α-Al2O3加HNO3溶解可选用图2所示装置中的______ (选填a、b、c) ②实验操作II中,所需要的主要玻璃仪器有______. ③实验操作II中能否用自来水代替蒸馏水?______ (填“能”或“否”)原因是______(结合有关离子方程式给以必要的文字说明) ④操作I中所发生的离子反应方程式:______. | 在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气.进行此实验,所用仪器如下图:
(1)连接上述仪器的正确顺序是(填各接口处的字母):E接______,______接______,______接H,G接F. (2)在装置中;①饱和食盐水起的作用是______;②浓硫酸起的作用是______. (3)化学实验中检验是否有Cl2产生常用湿润的淀粉-KI试纸.如果有Cl2产生,可观察到的现象是______,写出反应方程式______. (4)写出下列化学反应的离子方程式 ①气体发生装置中进行的反应:______; ②尾气吸收装置中进行的反应:______. |
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