Question

下表是實(shí)驗(yàn)室制備氣體的有關(guān)內(nèi)容：

編號(hào)	實(shí)驗(yàn)內(nèi)容	實(shí)驗(yàn)原理	氣體發(fā)生裝置
①	制氧氣	H2O2→O2
②	制氨氣	NH4Cl→NH3
③	制氯氣	HCl→Cl2

（1）上述氣體中，從制備過(guò)程看，必須選擇合適的氧化劑才能實(shí)現(xiàn)的是

 

 （填氣體的化學(xué)式）；從反應(yīng)原理看，明顯不同于其它兩種氣體的是

 

 （填氣體的化學(xué)式）；從收集方法來(lái)看，只能用一種方法收集的是

 

 （填氣體的化學(xué)式）．
（2）根據(jù)表中所列實(shí)驗(yàn)原理，從圖甲裝置中選擇合適的氣體發(fā)生裝置，將其選項(xiàng)填入表中相應(yīng)編號(hào)的空格中．
（3）若用上述制備NH₃的裝置制備O₂，則選擇的試劑為

 

 （填化學(xué)式）；若用上述制備O₂的裝置制備
NH₃，則選擇的試劑的名稱為

 

．
（4）若用排空氣法收集Cl₂，請(qǐng)畫出氣體收集裝置圖．
（5）有圖乙所示無(wú)機(jī)物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，已知B和Y是上述三種氣體中的兩種．
a．當(dāng)w為MnO₂時(shí)，反應(yīng)①不加熱就能反應(yīng)，反應(yīng)④加熱才能順利進(jìn)行，寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式．

 

b．當(dāng)w為KMnO₂時(shí)，反應(yīng)①加熱才能進(jìn)行，反應(yīng)④不加熱就能進(jìn)行，寫出反應(yīng)④的離子方程式．

 

．
（6）已知Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-，現(xiàn)向100mL的FeBr₂溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下Cl₂3.36L，充分反應(yīng)后，測(cè)得溶液中Cl^-與Br^-的物質(zhì)的量濃度相等（設(shè)通入Cl₂前后溶液體積不變），則原FeBr₂溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為

 

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)三種氣體制備的試劑和原理分析，需要氧化劑的是制備氯氣；氨氣是堿性氣體，氨氣只能用向下排空氣法收集；
（2）依據(jù)制備氣體的試劑狀態(tài)，反應(yīng)條件分析判斷，固體+液體加熱制氣體的裝置選擇C；固體+固體加熱制氣體的裝置選擇D；固體+液體不加熱制氣體裝置且隨時(shí)進(jìn)行隨時(shí)停止的裝置選B；固體+液體不加熱制氣體的裝置為A；
（3）制備氨氣采用固固加熱法；制備氧氣是利用分液漏斗滴入液體到固體發(fā)生的反應(yīng)，所以用來(lái)制備氨氣可以利用濃氨水滴入固體氧化鈣或氫氧化鈉固體中發(fā)生反應(yīng)制備；
（4）氯氣比空氣重，用向上排氣法收集，氯氣有毒需要連接尾氣吸收裝置；
（5）首先根據(jù)反應(yīng)原理找出反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件，根據(jù)化學(xué)方程式的書(shū)寫方法、步驟進(jìn)行書(shū)寫；
（6）還原性Fe²⁺＞Br^-，通入氯氣先發(fā)生反應(yīng)2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，F(xiàn)e²⁺反應(yīng)完畢，剩余的氯氣再發(fā)生反應(yīng)2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，反應(yīng)后溶液中Cl^-和Br^-的物質(zhì)的量濃度相等，說(shuō)明氯氣完全反應(yīng)，Cl₂的物質(zhì)的量=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，若Br^-沒(méi)有反應(yīng)，溶液中n（Br^-）=0.3mol，則n（FeBr₂）=0.15mol，0.15molFe²⁺只能消耗0.075mol的Cl₂，故有部分Br^-參加反應(yīng)，設(shè)FeBr₂的物質(zhì)的量為x，表示出參加反應(yīng)的n（Br^-），根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒列方程計(jì)算x值，再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算．

解答：解：（1）利用過(guò)氧化氫分解制氧氣，利用氯化銨和氫氧化鈣固體加熱發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)制氨氣，利用二氧化錳氧化濃鹽酸制氯氣，所以需要氧化劑的是制備氯氣，其中氨氣是堿性氣體化合物，氧氣是中性氣體單質(zhì)，氯氣是氧化性氣體單質(zhì)；從反應(yīng)原理看，明顯不同于其他兩種氣體的是制備氨氣利用的是復(fù)分解反應(yīng)；氧氣可以用排空氣法和排水法收集，氯氣可以用排飽和食鹽水法和排空氣法收集，氨氣只能用向下排空氣法收集，故答案為：Cl₂；NH₃；NH₃；
（2）過(guò)氧化氫分解制氧氣不需要加熱選擇A，利用氯化銨和氫氧化鈣固體加熱發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)制氨氣，選擇D，利用二氧化錳氧化濃鹽酸加熱制氯氣選擇C，或用高錳酸鉀和濃鹽酸不加熱反應(yīng)制氯氣，選擇A；
故答案為：

編號(hào)	發(fā)生裝置
①	A
②	D
③	A或C

（3）制備氨氣采用固固加熱法，可用KClO₃和MnO₂或KMnO₄制備氧氣，制備氧氣是利用分液漏斗滴入液體到固體發(fā)生的反應(yīng)，所以用來(lái)制備氨氣可以利用濃氨水滴入固體氧化鈣或氫氧化鈉固體中發(fā)生反應(yīng)制備，故答案為：KClO₃和MnO₂或KMnO₄；濃氨水和固體氫氧化鈉（或生石灰）；
（4）用排空氣法收集Cl₂，氯氣比空氣重，用向上排氣法收集，氯氣有毒需要連接尾氣吸收裝置，裝置圖為：，故答案為：；
（5）雙氧水在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
用高錳酸鉀跟濃鹽酸反應(yīng)在室溫下制氯氣，在酸性條件下，MnO₄^-被還原成Mn²⁺，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒、電荷守恒、原子守恒配平寫出，
離子方程式為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，故答案為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（6）還原性Fe²⁺＞Br^-，通入氯氣先發(fā)生反應(yīng)2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，F(xiàn)e²⁺反應(yīng)完畢，剩余的氯氣再發(fā)生反應(yīng)2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，反應(yīng)后溶液中Cl^-和Br^- 的物質(zhì)的量濃度相等，說(shuō)明氯氣完全反應(yīng)，Cl₂的物質(zhì)的量=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，若Br^-沒(méi)有反應(yīng)，n（Br^-）=0.3mol，則n（FeBr₂）=0.15mol，0.15molFe²⁺只能消耗0.075mol的Cl₂，故有部分Br^-參加反應(yīng)，
設(shè)FeBr₂的物質(zhì)的量為x，則n（Fe²⁺）=x mol，n（Br^-）=2x mol，未反應(yīng)的n（Br^-）=0.3 mol，參加反應(yīng)的n（Br^-）=（2x-0.3）mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有x×1+[2x-0.3]×1=0.15mol×2，解得x=0.2 mol，所以原FeBr₂溶液的物質(zhì)的量濃度為

0.2mol

0.1L

=2mol/L，故答案為：2mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)和化學(xué)方程式、離子方程式書(shū)寫方法和計(jì)算，氧化還原反應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用，題目難度中等，判斷Br^-是否完全反應(yīng)是解題的關(guān)鍵，注意還原性Fe²⁺＞Br^-，通入的Cl₂后發(fā)生反應(yīng)有先后順序．