Question

【題目】實驗室用濃鹽酸、二氧化錳共熱制氯氣，并用制得的氯氣和氫氧化鈣制取少量漂粉精。現(xiàn)已知反應：2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O是放熱反應。溫度稍高會發(fā)生副反應：6Cl2+6Ca(OH)2=Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O。

現(xiàn)有3個同學分別設計的3套實驗裝置如圖：

（1）C裝置中發(fā)生反應的化學方程式為：___，E裝置中發(fā)生反應的化學方程式為：___。

（2）請從以下幾個方面對甲乙丙3套實驗裝置的優(yōu)缺點作出評價，并將符合題目要求的選項的序號填在表中空格中。___

a．不容易控制反應速率 b．容易控制反應速率

c．有副反應發(fā)生 d．可防止副反應發(fā)生

e．污染環(huán)境 f．可防止污染環(huán)境

	優(yōu)點	缺點
甲裝置
乙裝置
丙裝置

（3）上述裝置中甲由A、B兩部分組成，乙由C、D、E三部分組成，丙由F、G兩部分組成，請從上述裝置中選取合理的部分，組裝一套較完整的實驗裝置，裝置各部分的連接順序是___（按氣流流動的方向）。該組合中還缺少的裝置是___（用文字說明），需要該裝置的原因是___。

（4）實驗室若用16mol/L的鹽酸100mL與足量的二氧化錳反應，理論上最終生成的次氯酸鈣的物質的量最多不超過___mol。

Answer 1

【答案】MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O Cl2+2NaOH＝NaClO+NaCl+H2O

	優(yōu)點	缺點
甲裝置	d	a、e
乙裝置	f	a、c
丙裝置	b	c、e

FBE 還缺少除去氯氣中的氯化氫雜質的裝置 因為氯化氫可以與Ca(OH)2和Ca(ClO)2反應 0.2

【解析】

（1）C裝置為實驗室利用二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下制備氯氣的反應；氯氣有毒，E裝置為尾氣吸收裝置；

（2）根據(jù)已知條件分析，溫度稍高時發(fā)生副反應生成Ca(ClO3)2會導致Ca(ClO)2產率下降，所以反應應在較低的溫度下進行，由于反應使用的原料之一是氯氣，氯氣有毒會污染環(huán)境，需要進行后續(xù)處理，據(jù)此分析解答，選取合適的裝置進行實驗，需要3個優(yōu)點考慮，能控制反應速率，一定程度上防止副反應的發(fā)生，最后有尾氣處理裝置；（3）結合氯氣制備，漂白粉制備反應條件，尾氣吸收的規(guī)范操作連接順序，制備氯氣會混有氯化氫雜質氣體，會影響后續(xù)反應，需要設計實驗除去；
（4）依據(jù)化學方程式，找出目標物質與已知物質之間的關系式利用物質的量之間的關系進行計算；

（1）C裝置中濃鹽酸、二氧化錳共熱制氯氣，反應的化學方程式為：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O；E裝置為尾氣吸收裝置，氯氣與氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，該反應的化學方程式為：Cl2+2NaOH＝NaClO+NaCl+H2O，

故答案為：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O；Cl2+2NaOH＝NaClO+NaCl+H2O；

（2）根據(jù)上述分析可知：

甲裝置，優(yōu)點：制取漂白粉的反應在冷水浴中進行，可以減少副反應的發(fā)生，缺點：沒有尾氣處理裝置，所以會污染環(huán)境，同時制取氯氣時采用直接加熱的方式，對反應是不容易控制的；

乙裝置，優(yōu)點：NaOH溶液可以吸收反應多余的Cl2，不會污染環(huán)境；缺點：制取漂白粉的反應未在冷水浴中進行，有副反應的發(fā)生，且制取氯氣時也是直接采用加熱的方式，對反應也是不易控制的；

丙裝置，優(yōu)點：使用了分液漏斗可滴加濃鹽酸，可以有效地控制制取氯氣的速率；缺點：制取漂白粉的反應未在冷水浴中進行，有副反應的發(fā)生，且最終也沒有尾氣處理裝置。

根據(jù)分析，將符合題目要求的選項的序號填在表中空格為：

	優(yōu)點	缺點
甲裝置	d	a、e
乙裝置	f	a、c
丙裝置	b	c、e

（3）選取合適的裝置進行實驗，結合（2）中的3個裝置優(yōu)點可知組成的裝置應該滿足：能控制反應速率、一定程度上防止副反應的發(fā)生、最后有尾氣處理裝置，使用應選取裝置B、E、F，F為反應裝置，B為中間處理的裝置，E為尾氣處理裝置，所以連接順序為FBE；濃鹽酸易揮發(fā)，制取的氯氣中含有的HCl可以與Ca(OH)2和Ca(ClO)2反應，影響了制備效率，則該組合中還缺少除去氯氣中的氯化氫雜質的裝置，故答案為：FBE；還缺少除去氯氣中的氯化氫雜質的裝置；因為氯化氫可以與Ca(OH)2和Ca(ClO)2反應；

（4）實驗室若用16mol/L的鹽酸100mL與足量的二氧化錳反應，發(fā)生反應為：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O、2Cl2+2Ca(OH)2＝CaCa(ClO)2+CaCl2+2H2O，理論上反應生成次氯酸鈣的定量關系，100mL 16mol/L的鹽酸中n（HCl）＝0.1L×16mol/L＝1.6mol，

8HCl～2Cl2～Ca Ca(ClO)2，

8 1

1.6mol 0.2mol

濃鹽酸和足量二氧化錳反應，隨反應進行濃鹽酸變?yōu)橄←}酸反應停止，即HCl不會完全轉化成氯氣，則理論上最終生成的次氯酸鈣的物質的量最多不超過0.2mol，故答案為：0.2。