Question

某化學小組對SO₂與漂白粉的反應進行實驗探究，實驗過程如下：取10克漂白粉固體，加入250mL水中，部分固體溶解溶液略有顏色，過濾后用潔凈的玻璃棒沾取濾液到pH試紙上，發現pH試紙先變藍（約為12）后褪色．回答下列問題：
（1）工業制取漂白粉的化學方程式是          __                             ，漂白粉在空氣中變質的原因                                        （用化學反應方程式說明）
（2）pH試紙顏色的變化說明漂白粉溶液具有的性質是                         ，ClO₂和漂白粉一樣也具有強氧化性，其消毒效率（以單位物質的量得電子的數目表示）是Cl₂的          倍；
（3）將SO₂持續通入漂白粉溶液中，發現澄清透明的溶液先變為黃綠色，隨后溶液中產生大量白色沉淀且黃綠色褪去。回答下列問題：
①澄清透明溶液變為黃綠色的可能原因是：隨溶液酸性的增強，漂白粉的有效成分和C1^-發生反應。通過進一步實驗確認了這種可能性，其實驗方案是              ；
②用離子方程式解釋現象中黃綠色褪去的原因：                             ；
③SO₂與漂白粉的有效成分在酸性條件下反應的離子方程式：                    。

Answer 1

（1） 2Cl₂+ 2Ca(OH)₂= CaCl₂+2H₂O+Ca(ClO)₂；Ca(ClO)₂+CO₂+H₂O=CaCO₃+2HClO
（2）堿性和漂白性；2．5倍 
（3）①向漂白粉溶液中逐滴滴入硫酸，觀察溶液顏色是否變為黃綠色；
②Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-。
③2SO₂+Ca²⁺+2ClO^-+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+CaSO₄↓+SO₄^2-

試題分析：（1）工業制取漂白粉是利用氯氣與石灰乳反應，化學方程式為：2Cl₂+ 2Ca(OH)₂= CaCl₂+2H₂O+Ca(ClO)₂；漂白粉易與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈣和次氯酸而變質，化學方程式為Ca(ClO)₂+CO₂+H₂O=CaCO₃+2HclO；
（2）漂白粉溶液使pH是指變藍說明漂白粉溶液顯堿性，后又褪色，說明漂白粉溶液還具有漂白性；ClO₂分子中氯元素的化合價是+4價，被還原為Cl^-需得5個電子，而Cl₂被還原為Cl^-需得2個電 子，所以ClO₂消毒效率是Cl₂的2．5倍；
（3）①隨溶液酸性的增強，漂白粉的有效成分和C1^-發生反應，生成氯氣溶于水使溶液顯黃綠色，所以驗證方案是直接向漂白粉溶液中加入稀硫酸，觀察溶液顏色是否變為黃綠色；
②溶液黃綠色褪去使因為氯氣與二氧化硫反應生成硫酸和氯化氫的緣故，離子方程式為Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-；
③漂白粉的有效成分是次氯酸鈣，與二氧化硫在酸性條件下發生氧化還原反應，有白色沉淀硫酸鈣生成，離子方程式為2SO₂+Ca²⁺+2ClO^-+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+CaSO₄↓+SO₄^2-