Question

飽和氯水與石灰石反應(yīng)是制取較濃HClO溶液的方法之一。某興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。
實(shí)驗(yàn)一：定性研究。
①在試管中加入過量的塊狀碳酸鈣，再加入約20 mL飽和氯水(如圖所示)，充分反應(yīng)，有少量氣泡產(chǎn)生，溶液淺黃綠色退去；

②過濾，將濾液滴在有色布條上，發(fā)現(xiàn)濾液比氯水的漂白性更強(qiáng)；
③為了確定反應(yīng)產(chǎn)物，將濾液分為三份，分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
第一份與石灰水混合，立即產(chǎn)生大量白色沉淀；
第二份與稀鹽酸混合，立即產(chǎn)生大量無色氣體；
第三份濾液加熱，看到濾液變渾濁且有大量無色氣體產(chǎn)生。經(jīng)檢測，上述實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的無色氣體均為CO₂。
請回答：
(1)反應(yīng)后所得的溶液漂白性比氯水強(qiáng)的原因是                        。
(2)依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可推知：濾液中的溶質(zhì)除CaCl₂、HClO外，還有       (填寫溶質(zhì)的化學(xué)式)。
實(shí)驗(yàn)二：定量研究。
在圓底燒瓶底部，用一塑料網(wǎng)包住塊狀石灰石(過量)與150 mL飽和氯水反應(yīng)，按下圖所示裝置實(shí)驗(yàn)，待不再產(chǎn)生氣泡后，將塑料網(wǎng)中剩余的石灰石提出液面，將裝置密封后再加熱，煮沸燒瓶中的液體，量筒中的氣體不再增加時停止實(shí)驗(yàn)。

請回答：
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后檢測到量筒中收集到的氣體除CO₂外還有O₂，請寫出Ⅰ中產(chǎn)生O₂的化學(xué)反應(yīng)方程式                               。
(4)為減少用裝置Ⅲ收集氣體過程中CO₂因溶解而造成的損失，請你對裝置Ⅲ進(jìn)行改進(jìn)(水槽中仍為水)，最簡單的方法是                               。

Answer 1

(1)CaCO₃消耗了氯水中的鹽酸，使可逆反應(yīng)Cl₂＋H₂OHCl＋HClO的平衡向右移動，HClO濃度增大
(2)Ca(HCO₃)₂
(3)2HClO2HCl＋O₂↑
(4)將水槽中的水換為熱水(答案合理即可)

(1)由于次氯酸的酸性弱于碳酸的酸性，但強(qiáng)于HCO₃^-的酸性，所以碳酸鈣只與鹽酸反應(yīng)，與氯水中的次氯酸是不反應(yīng)的。即CaCO₃消耗了氯水中的鹽酸，使可逆反應(yīng)Cl₂＋H₂OHCl＋HClO的平衡向右移動，HClO濃度增大，所以漂白性增強(qiáng)。
(2)第一份濾液與石灰水混合，立即產(chǎn)生大量白色沉淀，第二份與稀鹽酸混合，立即產(chǎn)生大量CO₂，因此可以判斷白色沉淀是碳酸鈣，所以濾液中還存在的溶質(zhì)是碳酸氫鈣。
(3)次氯酸不穩(wěn)定，受熱易分解生成氧氣和氯化氫，反應(yīng)方程式為2HClO2HCl＋O₂↑。
(4)氣體的溶解度隨溫度的升高而降低，所以要減小CO₂溶解帶來的損耗，可以將水槽中的水換為熱水。