Question

某化學興趣小組在實驗室制取漂白粉，并探究氯氣與石灰乳反應的條件和產物。

已知：①二氧化錳與濃鹽酸反應可制備氯氣，同時生成MnCl2。

②氯氣和堿的反應的過程中放出熱量。溫度較高時，氯氣和堿還能發(fā)生如下反應：6Cl2 + 6Ca(OH)25CaCl2 + Ca(ClO3)2 + 6H2O

該興趣小組設計了下列實驗裝置，進行實驗。

甲 乙 丙 丁

請回答下列問題：

（1）①甲裝置中發(fā)生反應的化學方程式是 。

②乙裝置中的試劑是 ，作用是 。

③該興趣小組用300mL 12mol/L鹽酸與17.4g MnO2制備氯氣，并將所得氯氣與過量的石灰乳反應。則理論上最多可制得標況下氯氣 L，Ca(ClO)2 g。

（2）小組成員發(fā)現(xiàn)，產物中Ca(ClO)2的質量明顯小于理論值。他們討論后認為，部分氯氣未與石灰乳反應而逸出，以及溫度升高是可能原因。為了探究反應條件對產物的影響，他們另取一定量的石灰乳，緩慢、勻速地通入足量氯氣，得出了ClO—、ClO3— 兩種離子的物質的量（n）與反應時間（t）的關系曲線，粗略表示為下圖（不考慮氯氣和水的反應）。

①圖中曲線Ⅱ表示 離子的物質的量隨反應時間變化的關系。

②所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物質的量為 mol。

③另取一份與②等物質的量Ca(OH)2的石灰乳，以較大的速率通入足量氯氣，反應后測得產物中Cl—的物質的量為0.35mol，則產物中= 。

 

Answer 1

（1）①4HCl (濃) + MnO 2MnCl2 + C12↑ + 2H2O；

②飽和食鹽水； 除去氯氣中混有的氯化氫；

③4.48； 14.3；

（2）① ClO3— ②0.25 ③ 2：1

【解析】

試題分析：（1）①MnO 2具有強氧化性，能將濃HCl中的Cl—氧化為C12，同時本身被還原為Mn2+。②濃鹽酸具有揮發(fā)性，制得的C12中混有HCl，HCl極易溶于水，為了減少C12的溶解，用飽和食鹽水除去。③根據方程式：4HCl (濃) + MnO 2MnCl2 + C12↑ + 2H2O，300mL 12mol/L鹽酸與17.4g MnO2反應，鹽酸過量，用二氧化錳計算可得V（Cl2）=4.48L；再根據反應：6Cl2 + 6Ca(OH)25CaCl2 + Ca(ClO3)2 + 6H2O可得生成m[Ca(ClO)2]=14.3g 。（2）①氯氣和堿開始反應時溫度較低，沒有Ca(ClO3)2生成，反應的過程中放出熱量，溫度升高生成了Ca(ClO3)2 。 ②圖像顯示當Ca(OH)2完全反應后，生成ClO3—0.05 mol，生成ClO—0.1mol，根據關系式：6Ca(OH)2～2ClO3—和Ca(OH)2～Cl O—可得消耗石灰乳0.25 mol；③設生成ClO— amol 、生成ClO3— b mol ，根據電子守恒a +5b=0.35；無論生成CaCl2 、Ca(ClO)2還是Ca(ClO3)2，氯原子都是鈣的2倍，根據原子守恒可得：a +b +0.35=0.25×2；聯(lián)立兩個守恒可得a =0.1， b=0.05。

考點：考查氯氣的制備和性質、氧化還原反應。