【題目】某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室制取漂白粉,并探究氯氣與石灰乳反應(yīng)的條件和產(chǎn)物。

已知:①二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)可制備氯氣,同時(shí)生成MnCl2

②氯氣和堿的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。溫度較高時(shí),氯氣和堿還能發(fā)生如下反應(yīng):3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O

該興趣小組設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)裝置,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

請回答下列問題:

(1)①甲裝置用于制備氯氣,乙裝置的作用是____________________。

②該興趣小組用100mL 12mol/L鹽酸與8.7g MnO2制備氯氣,并將所得氯氣與過量的石灰乳反應(yīng),則理論上最多可制得Ca(ClO)2____________g。

(2)小組成員發(fā)現(xiàn),產(chǎn)物中Ca(ClO)2的質(zhì)量明顯小于理論值。他們討論后認(rèn)為,部分氯氣未與石灰乳反應(yīng)而逸出,以及溫度升高是可能原因。為了探究反應(yīng)條件對產(chǎn)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、兩種離子的物質(zhì)的量(n)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系曲線,粗略表示為下圖(不考慮氯氣和水的反應(yīng))。

①圖中曲線I表示_____________離子的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的關(guān)系。

②所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物質(zhì)的量為______________mol。

③另取一份與②等物質(zhì)的量的石灰乳,以較大的速率通入足量氯氣,反應(yīng)后測得產(chǎn)物中的物質(zhì)的量為0.37mol,則產(chǎn)物中=______________

(3)為了提高Ca(ClO)2的產(chǎn)率,可對丙裝置作適當(dāng)改進(jìn)。請你給出一種改進(jìn)方法:_____________。

【答案】除去氯氣中混有的氯化氫7.15ClO0.257:6將丙裝置浸在盛有冷水的水槽中

【解析】

(1)①飽和食鹽水的主要作用是除去氯氣中的氯化氫氣體;②依據(jù)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O;2Cl2+2Ca(OH)2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,結(jié)合定量關(guān)系計(jì)算理論值;(2)①當(dāng)溫度低時(shí),氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和次氯酸鈣;當(dāng)溫度高時(shí),生成氯酸鈣和氯化鈣,根據(jù)溫度高低來判斷屬于哪種離子;②根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等計(jì)算氯離子的物質(zhì)的量,然后根據(jù)含氯化合物中鈣離子和陰離子的個(gè)數(shù)比計(jì)算氫氧化鈣的物質(zhì)的量;③另取一份與②等物質(zhì)的量的石灰乳,以較大的速率通入足量氯氣,反應(yīng)后測得產(chǎn)物中Cl-的物質(zhì)的量為0.37mol,依據(jù)氯化鈣、次氯酸鈣、氯酸鈣中鈣離子和含氯元素的物質(zhì)的量比為1:2,結(jié)合b計(jì)算得到氫氧化鈣物質(zhì)的量計(jì)算氯元素物質(zhì)的量,依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒,生成產(chǎn)物中氯元素守恒列式計(jì)算;(3)根據(jù)題中信息,在高溫度下發(fā)生副反應(yīng),可以把丙裝置放入冰水中

(1)①濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)過程中會發(fā)出氯化氫氣體,所以通過飽和食鹽水的作用是除去Cl2中混有的HCl氣體; ②足量的濃鹽酸與8.7g MnO2制備氯氣,并將所得氯氣與過量的石灰乳反應(yīng),則理論上最多可制得Ca(ClO)2;可以依據(jù)反應(yīng)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O;2Cl2+2Ca(OH)2═CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O,得到定量關(guān)系:8.7g MnO2物質(zhì)的量為0.1mol;

2MnO2~Ca(ClO)2

2 1

0.1mol 0.05mol

所以理論上最多可制得Ca(ClO)2 質(zhì)量=0.05mol×143g/mol=7.15g;(2)①當(dāng)溫度低時(shí),氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和次氯酸鈣;當(dāng)溫度高時(shí),生成氯酸鈣和氯化鈣,剛開始反應(yīng)時(shí),溫度較低,氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和次氯酸鈣,所以圖2中曲線I表示離子ClO-的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的關(guān)系,故答案為:ClO-;②根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等計(jì)算Cl-的物質(zhì)的量,設(shè)被還原的氯離子的物質(zhì)的量為n,則n×1=0.10mol×1+0.05mol×5=0.35mol,含氯離子的物質(zhì)的量為:0.35mol+0.1mol+0.05mol=0.5mol,氯化鈣、次氯酸鈣、氯酸鈣中鈣離子和含氯離子的個(gè)數(shù)比為1:2,所以所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物質(zhì)的量為0.25mol;③取一份與②等物質(zhì)的量的石灰乳,物質(zhì)的量為0.25mol,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等,生成氯離子得到電子和生成次氯酸根和氯酸根失去的電子守恒,設(shè)n(ClO-)=x,n(ClO3-)=y;則得到:0.37=x×1+y×5;依據(jù)氯化鈣、次氯酸鈣、氯酸鈣中鈣離子和含氯元素的物質(zhì)的量比為1:2,得到氯元素物質(zhì)的量為0.5mol;x+y+0.37=0.5,

解得:x=0.07mol,y=0.06mol,則產(chǎn)物中=7:6;(3)由于反應(yīng)在高溫度下發(fā)生副反應(yīng),所以改進(jìn)措施可以把丙裝置放入冰水中,避免發(fā)生3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O,

故答案為:將丙裝置浸在盛有冷水的水槽中

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】Na2O2是中學(xué)化學(xué)常用的強(qiáng)氧化劑,除了能與CO2、H2O反應(yīng)外,還可與其他還原劑如H2、C發(fā)生反應(yīng),某化學(xué)課外興趣小組為探究Na2O2H2的反應(yīng)情況,設(shè)計(jì)了如下圖所示裝置進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)。

1此裝置中,怎樣檢查除啟普發(fā)生器之外的裝置的氣密性?_________________________________。

2請完成該實(shí)驗(yàn)的有關(guān)操作步驟。

①檢查裝置氣密性;

②打開a、b產(chǎn)生氫氣,觀察試管內(nèi)物質(zhì)的顏色變化;

____________________________________________________;

④加熱過氧化鈉,觀察試管內(nèi)物質(zhì)的顏色變化;

⑤反應(yīng)完全后,__________________________________________;

⑥拆卸裝置。

3該裝置中,堿石灰的作用是_________________________ 。

4實(shí)驗(yàn)過程中觀察到(2)中步驟②無明顯變化,步驟④Na2O2熔化后,黃色粉末立即變成白色,干燥管內(nèi)硫酸銅未變成藍(lán)色。則Na2O2H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是

A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2LCCl4含有分子數(shù)為0.5NA

B.常溫常壓下,17g氨氣中所含原子數(shù)為NA

C.1 mol OH- 中含有電子數(shù)為10NA

D.1 mol/LBaCl2溶液中含有的氯離子數(shù)為2NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列敘述中正確的是(

A.元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)時(shí),該元素一定被還原

B.氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子的得失或偏移

C.氧化還原反應(yīng)中一種元素化合價(jià)升高一定有另一種元素化合價(jià)降低

D.有單質(zhì)參加或有單質(zhì)生成的反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)

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【題目】2008年諾貝爾化學(xué)獎授予美籍華裔錢永健等三位科學(xué)家,以表彰他們發(fā)現(xiàn)和研究了綠色熒光蛋白。熒光素是發(fā)光物質(zhì)的基質(zhì), 5-羧基熒光素與5-羧基二乙酸熒光素在堿性條件下有強(qiáng)烈的綠色熒光,它們廣泛應(yīng)用于熒光分析等。( )

下列說法不正確的是 ( )

A. 5-FAM轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>5-CFDA屬于取代反應(yīng)

B. 5-FAM的分子式為C21H12O7

C. 5-FAM5-CFDA 1mol分別與足量NaOH溶液反應(yīng),5-CFDA消耗的NaOH 物質(zhì)的量多

D. 實(shí)驗(yàn)室鑒別5-FAM5-CFDA可用NaHCO3 溶液

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知A是灰黑色、有金屬光澤的固體單質(zhì)。根據(jù)如圖所示的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,回答下列有關(guān)問題。

(少量)

(1)寫出A、B、C、D的化學(xué)式:A________,B________,C________,D________

(2)寫出D→A的化學(xué)方程式:___________________________________。

(3)寫出B→C的離子方程式:___________________________________;

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】咖啡酸具有較廣泛的抑菌作用,結(jié)構(gòu)簡式為。下列有關(guān)說法中正確的是

A. 該物質(zhì)可以發(fā)生水解反應(yīng)

B. 可以用酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)碳碳雙鍵

C. 1 mol咖啡酸與足量鈉、碳酸氫鈉溶液反應(yīng),在相同條件下生成氣體的體積比為1∶2

D. 1 mol咖啡酸可與4 mol Br2發(fā)生反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得出的結(jié)論正確的是

選項(xiàng)

實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象

結(jié)論

A

向苯酚濁液中滴加Na2CO3溶液,濁液變清

苯酚的酸性強(qiáng)于H2CO3的酸性

B

向碘水中加入等體積CCl4,振蕩后靜置,上層接近無色,下層顯紫紅色

I2CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度

C

CuSO4溶液中加入鐵粉,有紅色固體析出

Fe2+的氧化性強(qiáng)于Cu2+的氧化性

D

NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黃色沉淀生成

Ksp(AgCl) >Ksp(AgI)

A. A B. B C. C D. D

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【題目】漢黃芩素是傳統(tǒng)中草藥黃芩的有效成分之一,對腫瘤細(xì)胞的殺傷有獨(dú)特作用。下列有關(guān)漢黃芩素的敘述正確的是( )

A. 漢黃芩素的分子式為C16H13O5

B. 該物質(zhì)遇FeCl3溶液不顯色

C. 1 mol該物質(zhì)與溴水反應(yīng),最多消耗2 mol Br2

D. 與足量H2發(fā)生加成反應(yīng)后,該分子中官能團(tuán)的種類減少1種

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