Question

已知用MnO₂與濃鹽酸反應制Cl₂時，當溶液中鹽酸濃度降為4mol?L^-1時即不再有Cl₂產(chǎn)生．常用濃鹽酸濃度為12mol?L^-1．實驗中用MnO₂與濃鹽酸反應制Cl₂時，消耗濃鹽酸的體積（mL）與MnO₂質(zhì)量關(guān)系如圖所示．試根據(jù)上述信息分析回答：

（1）用8.7gMnO₂與100mL濃鹽酸反應可產(chǎn)生Cl₂多少mL（標準狀況）？（寫出計算過程）

2240mL

某同學最終只收集到2000mLCl₂（標準狀況），若裝置的氣密性沒有問題，則可能的原因是

由于容器內(nèi)有殘留一部分氯氣沒有排出來，以及收集氯氣時有部分氯氣逸散，所以導致收集到的氯氣偏少

．
（2）由題中信息計算將8.7gMnO₂完全消耗，需濃鹽酸的體積為多少？（寫出計算過程）而實際實驗中消耗鹽酸的體積為

50

mL，可能原因是：

由于隨著反應的進行，加熱時濃鹽酸揮發(fā)造成損失引起的

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)n=

m

M

計算8.7gMnO₂的物質(zhì)的量，計算二氧化錳完全反應需要HCl的物質(zhì)的量，計算100mL鹽酸中能反應生成n（HCl），據(jù)此判斷二氧化錳是否完全反應，根據(jù)判斷結(jié)合方程式計算生成氯氣的體積，據(jù)此解答；
結(jié)合計算可知反應生成的氯氣的體積大于2000mL，若裝置的氣密性沒有問題，可能是容器內(nèi)殘留一部分氯氣或收集時部分氯氣逸出導致；
（2）由（1）的計算可知8.7g二氧化錳完全反應消耗n（HCl），發(fā)生反應導致鹽酸的濃度變化為12mol/L-4mol/L=8mol/L，根據(jù)V=

n

c

計算鹽酸的體積；
根據(jù)圖象可知實際消耗的鹽酸體積是60ml．這是由于隨著反應的進行，加熱時濃鹽酸揮發(fā)造成損失引起的．

解答：解：（1）n（MnO₂）=

8.7g

87g/mol

=0.1mol，
能參加反應的n（HCl）=△c（HCl）?V[HCl（aq）]=（12mol/L-4mol/L）×0.1L=0.8mol
  MnO₂+4HCl=MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
  1mol  4mol         
0.1mol 0.4mol
可知MnO₂完全反應，故生成氯氣為0.1mol，所以V（Cl₂）=0.1mol×22.4L/mol=2.24L=2240mL，
實際收集氯氣為2000mL，裝置的氣密性沒有問題，可能由于容器內(nèi)有殘留一部分氯氣沒有排出來，以及收集氯氣時有部分氯氣逸散，所以導致收集到的氯氣偏少，
故答案為：2240mL；由于容器內(nèi)有殘留一部分氯氣沒有排出來，以及收集氯氣時有部分氯氣逸散，所以導致收集到的氯氣偏少；
（2）8.7g二氧化錳完全消耗，需要氯化氫的物質(zhì)的量是0.4mol，所以V[HCl（aq）]=0.4mol÷（12mol/L-4mol/L）=0.05L=50mL，
根據(jù)圖象可知實際消耗的鹽酸體積是60ml，這是由于隨著反應的進行，加熱時濃鹽酸揮發(fā)造成損失引起的，
故答案為：50mL；由于隨著反應的進行，加熱時濃鹽酸揮發(fā)造成損失引起的．

點評：本題考查化學反應中的過量計算，屬于基礎性試題的考查，難易適中，注重基礎和能力的雙向考查，有利于培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，解題中注意鹽酸濃度的變化．