Question

18．8.70gMnO₂與100mL12mol/L的濃鹽酸共熱（假設(shè)HCl沒有損失），反應(yīng)結(jié)束后，將剩余的溶液加水稀釋至100mL．取出10mL溶液加入足量AgNO₃溶液，有白色沉淀生成．求
（1）寫出制取氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）試通過計(jì)算判斷哪一種反應(yīng)物過量，寫出計(jì)算步驟；
（3）反應(yīng)中生成的Cl₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是多少升？
（4）10.0mL溶液加入AgNO₃溶液后生成沉淀的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）加熱條件下二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水；
（2）根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算出二氧化錳的物質(zhì)的量，再根據(jù)n=cV計(jì)算出100mL12mol/L濃鹽酸中含有HCl的物質(zhì)的量，結(jié)合反應(yīng)方程式判斷過量情況；
（3）根據(jù)不足量計(jì)算出生成氯氣的物質(zhì)的量，最后根據(jù)V=nVm計(jì)算出生成氯氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積
（4）加入過量硝酸銀溶液反應(yīng)生成AgCl沉淀，根據(jù)Cl元素守恒可計(jì)算出生成氯化銀的物質(zhì)的量，然后根據(jù)m=nM計(jì)算出生成氯化銀的質(zhì)量．

解答 解：（1）加入二氧化錳與濃鹽酸制取氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
答：發(fā)生反應(yīng)為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）8.70gMnO₂的物質(zhì)的量為：$\frac{8.70g}{87g/mol}$=0.1mol，100mL12mol/L的濃鹽酸中含有HCl的物質(zhì)的量為：12mol/L×0.1L=1.2mol，
根據(jù)反應(yīng)MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O可知，0.1mol二氧化錳完全反應(yīng)消耗HCl的物質(zhì)的量為：0.1mol×4=0.4mol＜1.2mol，說明濃鹽酸過量，
答：0.1mol二氧化錳完全反應(yīng)消耗HCl的物質(zhì)的量為：0.1mol×4=0.4mol＜n（HCl）=1.2mol，說明濃鹽酸過量；
（3）根據(jù)（2）可知生成的氯氣按照二氧化錳的量計(jì)算，
MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
 1                                           1
0.1mol                               n（Cl₂）
則生成氯氣的物質(zhì)的量為0.1mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.1mol氯氣的體積為：22.4L/mol×0.1mol=2.24L，
答：標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成Cl₂的體積為2.24L；
（4）反應(yīng)MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O中HCl被氧化生成氯氣，根據(jù)Cl元素守恒可知發(fā)生氧化反應(yīng)的HCl的物質(zhì)的量為：n（HCl）=2n（Cl₂）=0.1mol×
2=0.2mol，
100mL12mol/L的濃鹽酸中含有HCl的物質(zhì)的量為1.2mol，被氧化生成氯氣的HCl的物質(zhì)的量為0.2mol，則反應(yīng)后溶液中含有氯離子的物質(zhì)的量為：1.2mol-0.2mol=1.0mol，
根據(jù)Cl元素守恒可知生成AgCl的物質(zhì)的量為1.0mol，質(zhì)量為：143.5g/mol×1.0mol=143.5g，
答：向反應(yīng)后的溶液中加入過量的AgNO₃溶液，則能生成143.5gAgCl沉淀．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)方程式的計(jì)算，題目難度中等，正確判斷過量情況為解答關(guān)鍵，注意掌握守恒思想在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．