题目

题型：不详难度：来源：

硫酸、盐酸和硝酸并称为工业上的“三大酸”，实验室中也常用三大酸制取某些气体，制取、收集及尾气处理装置如图所示（省略加热装置、夹持和净化装置）。仅用此装置和表中提供的部分物质完成相关实验。

序号	a中的物质	b中的物质	c中收集的气体	d中的物质
甲	浓硫酸	Na2SO3	①	②
乙	浓硝酸	Cu	③	NaOH
丙	浓盐酸	MnO2	Cl2	NaOH溶液

按要求回答下列问题：
（1）表格中①②③三种物质分别是__________、__________、________（填化学式）。
（2）实验乙中生成气体③的离子反应方程式为________________________；某同学认为将浓硝酸改为稀硝酸，即可以利用本套装置制取NO气体，该同学的设计________（填“正确”或“不正确”）。
（3）已知实验丙中生成氯气的化学方程式为4HCl（浓）+MnO₂ MnCl₂+ Cl₂↑+2H₂O，在该反应中每生成22.4L（标准状况下）氯气，被氧化HCl的物质的量为__________，转移电子的物质的量为________；d装置中发生反应的离子方程式为_________________。实验室还可以用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气，完成并配平该反应的离子方程式：
____ MnO₄^－+ ____ H⁺ + ____ Cl^－ ____ Mn²⁺ + ____ Cl₂↑+ ____  _________

答案

（1）SO₂；NaOH；NO₂ （2）Cu＋4H^＋＋2NO₃^－＝Cu^2＋＋2H₂O＋2NO₂↑；不正确
（3）2.0mol；2.0mol；Cl₂＋2OH^－＝Cl^－＋ClO^－＋H₂O；2、16、10、2、5、8H₂O

解析

试题分析：（1）浓硫酸与亚硫酸钠反应生成硫酸钠、SO₂和水，因此c中收集到的气体是SO₂。SO₂有毒属于大气污染物，需要尾气处理，则d中盛放的溶液是氢氧化钠，用来吸收SO₂，防止污染空气。浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO₂和水，则c中收集的气体是NO₂。
（2）浓硝酸与铜反应的离子方程式为Cu＋4H^＋＋2NO₃^－＝Cu^2＋＋2H₂O＋2NO₂↑；由于装置含有空气，能把生成的NO氧化转化为NO₂，得不到NO，所以是不正确的。
（3）标准状况下22.4L氯气的物质的量＝22.4L÷22.4L/mol＝1.0mol，则根据氯原子守恒可知，被氧化的氯化氢的物质的量是1.0mol×2＝2.0mol；反应中氯元素的化合价从－1价升高到0价，失去1个电子，所以生成1.0mol氯气转移电子的物质的量是2.0mol。氯气有毒需要尾气处理，与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为Cl₂＋2OH^－＝Cl^－＋ClO^－＋H₂O；根据方程式可知，反应中Mn元素的化合价从＋7价降低到＋2价，得到5个电子。氯元素的化合价从－1价升高到0价，失去1个电子，所以根据电子得失守恒可知氧化剂MnO₄^－与还原剂Cl^－的物质的量之比是1:5。根据原子守恒可知，反应中还有水生成，所以反应的离子方程式为2MnO₄^－+ 16 H⁺ + 10 Cl^－＝2Mn²⁺ + 5Cl₂↑+8H₂O。