Question

【題目】某化學小組在實驗室制取漂白粉，并探究氯氣與石灰乳反應條件和產物。

已知：①二氧化錳與濃鹽酸反應可制備氯氣，同時生成MnCl2

②氯氣和堿的反應為放熱反應。溫度較高時，氯氣和堿還能發生如下反應：3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O

該興趣小組設計了如圖實驗裝置，進行實驗。

請回答下列問題：

（1）①甲裝置用于制備氯氣，其發生反應的離子方程式為______________乙裝置的作用是 _____________

②實驗室用足量NaOH溶液吸收從濃鹽酸和MnO2反應體系中導出的氣體。當吸收溫度不同時，生成的產物可能是NaClO、NaClO3、NaCl中的兩種或三種。下列說法不正確的是___________。（填字母）

A．若產物為NaClO3、NaCl，則參加反應的氧化劑和還原劑的物質的量之比為1∶5

B．若產物為NaClO、NaCl，則吸收后的溶液中c(ClO-)=c(Cl-)

C．若產物為NaClO、NaClO3、NaCl，則NaOH與Cl2相互反應的物質的量之比為2∶1

（2）小組成員發現，產物中Ca(ClO)2的質量明顯小于理論值。他們討論后認為，其可能原因是部分氯氣未與石灰乳反應而逸出，以及溫度升高。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Ca(ClO)2、Ca(ClO3)2兩種物質的物質的量（n）與反應時間（t）的關系曲線，粗略表示為如圖(不考慮氯氣和水的反應)。則所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物質的量為______________mol；

Answer 1

【答案】MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 除去氯氣中混有的氯化氫 AB 0.25

【解析】

(1)①二氧化錳與濃鹽酸反應可制備氯氣，同時生成MnCl2，據此寫出離子反應方程式；氯氣中含有HCl，HCl能和石灰乳生成氯化鈣而減少次氯酸鈣的產率；

②從濃鹽酸和MnO2反應體系中導出的氣體中含有氯氣和HCl氣體；

(2)根據氧化還原反應中得失電子數相等計算n(Cl-)，然后根據含氯化合物中鈣離子和陰離子的個數比計算氫氧化鈣的物質的量；

(1)①制取氯氣的離子反應方程式為：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；氯氣中含有HCl，HCl能和石灰乳生成氯化鈣而減少次氯酸鈣的產率，HCl極易溶于水，且飽和氯化鈉溶液能抑制氯氣溶解，所以用飽和氯化鈉溶液除去氯氣中的HCl，故答案為：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；除去氯氣中混有的氯化氫；
②A．根據方程式：3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O可知，氧化劑與還原劑的物質的量之比為5：1；故A錯誤；
B．導出的氣體含氯氣、HCl，而氯氣與氫氧化鈉反應生成等物質的量的次氯酸和鹽酸，所以則吸收后的溶液中n(ClO-)＜n(Cl-)，故B錯誤；
C．NaOH與Cl2相互反應生成氯化鈉、次氯酸鈉、氯酸鈉，由組成可知鈉與氯的物質的量之比為1：1，所以NaOH與Cl2相互反應的物質的量之比一定為2：1，故C正確。
故答案為：AB；

(2)根據氧化還原反應中得失電子數相等計算n(Cl-)，設被還原生成的n(Cl-)為n，則n×1=0.10mol×1+0.05mol×5=0.35mol，含n(Cl)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數比為1：2，所以所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物質的量為0.25mol，故答案為：0.25；