Question

【題目】某化學興趣小組為探究氯氣的性質并用Cl2制備HClO，設計如下實驗方案，請回答下列問題：

實驗一：性質探究

設計圖3實驗裝置來制備并驗證氯氣的性質，部分夾持設計未畫出。

圖3

（1）請寫出裝置A中制備氯氣的反應化學方程式______________________；

（2）裝置B的作用是______________________；

（3）雙通管C中事先裝有兩個沾有相關試劑的棉球，實驗現象為_____________；

實驗二：制備HClO

（4）設計圖4所示裝置E代替圖3中的裝置C，用于制備較高濃度的HClO溶液。在圓底燒瓶底部，有一用塑料網包住的過量塊狀碳酸鈣。

圖4

①該方案反應后所得的溶液中HClO濃度比氯水中大的原因是_______________

②反應結束后將塑料網中剩余的石灰石提出液面，所得的溶液與稀鹽酸混合，立即產生大量CO2氣體，則反應所得溶液中的溶質除CaCl2、HClO外，還含有__________

③該小組同學測得反應中碳酸鈣質量減少a g，反應后從所得的100mL溶液中取用10mL與稀鹽酸混合，連接F裝置測得產生的氣體體積為b L（已換算成標準狀況），則原溶液中CaCl2的濃度為 mol·L－1（用含a、b的代數式表示，可不必化簡）。

Answer 1

【答案】（1）MnO2+4HCl(濃) MnCl2+ Cl2↑+2H2O ；（2）除去氯氣中的氯化氫雜質；（3）裝有KI淀粉溶液的棉球變藍，裝有FeCl2溶液的棉球變黃色；（4）①CaCO3消耗了氯水中的HCl，使Cl2+H2OHCl+HClO平衡向右移動，HClO濃度增大；②Ca(HCO3)2；③

【解析】

試題分析：（1）利用MnO2的氧化性強于Cl2，反應方程式為：MnO2+4HCl(濃) MnCl2+ Cl2↑+2H2O ；（2）氯氣中混有HCl(g)，飽和食鹽水的作用除去HCl氣體；（3）氯氣的氧化性強于I2，發生的反應是Cl2＋2I－=I2＋2Cl－，淀粉遇碘單質變藍，2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，棉球有淺綠色變為黃色；(4)①Cl2＋H2OHCl＋HclO，鹽酸的酸性強于碳酸，CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O，促使平衡向正反應方向移動，c(HClO)增大；②碳酸鈣和酸反應的實質為2CaCO3＋2HCl=Ca(HCO3)2＋CaCl2，Ca(HCO3)2＋2HCl=CaCl2＋2H2O＋2CO2↑把所得溶液加入鹽酸，有大量的CO2產生，說明溶液中有Ca(HCO3)2；③減少CaCO3的質量為ag，說明反應碳酸鈣的質量為ag，連接F裝置收集到氣體為bL，Ca(HCO3)2＋2HCl=CaCl2＋2H2O＋2CO2↑，求出n(Ca(HCO3)2)=b/44.8mol，根據鈣元素守恒，則n(CaCl2)=(a/100－b/44.8)mol，則c(CaCl2)=(a/100－b/44.8)/100×10－3mol·L－1。