Question

【題目】新制氯水中含有多種粒子，某校化學研究性學習小組的同學為探究其性質，做了如下實驗，請你幫助完成：

(1)氯堿工業生產中同時有副產品氯氣生成，反應的化學方程式為____________。

(2)新制的飽和氯水與碳酸鈣反應時制取較濃HClO溶液的方法之一。

實驗一：定性研究

A 在試管中加入過量的塊狀碳酸鈣，再加入約20mL飽和氯水，充分反應，有少量氣泡產生，溶液淺黃綠色褪去；

B 過濾，將濾液滴在有色布條上，發現其比氯水的漂白性更強；

C 為了確定反應產物，將濾液分為三份，分別進行以下實驗：

第一份與石灰水混合，立即產生大量白色沉淀；

第二份與稀鹽酸混合，立即產生大量無色氣體；

將第三份加熱，看到溶液變渾濁且有大量無色氣體產生。經檢測，上述實驗中產生的無色氣體均為CO2。

①已知：Ka1(H2CO3)=4.45×10-7，Ka2(HCO3-)=5.61×10-11，Ka(HClO)=2.95×10-8，寫出將少量的氯氣通入到過量的碳酸鈉溶液中所發生反應的離子方程式：____________。

②試推測步驟B的濾液中的溶質除了CaCl2，HClO外，還有____________。

實驗二：定量研究

在儀器A內放有用塑料網包住的塊狀碳酸鈣(過量)和150mL新制飽和氯水，按如圖所示的裝置進行實驗(實驗前儀器B中充滿了飽和NaHCO3溶液，部分夾持裝置已省略)，待不再產出氣泡后，將塑料網中剩余的石灰石提出液面，密封后再加熱A中的液體，直到儀器B中的氣體不再增加(不考慮HClO的分解)。

③儀器A的名稱為__________。

④準確讀出儀器B中氣體體積的實驗操作步驟依次是：

a.____________；

b.____________；

c.平視與刻度線相切的液面讀數。

⑤實驗結束后，測得儀器B中收集到的氣體體積在標準狀況下為168mL，則150mL新制的飽和氯水與過量碳酸鈣完全反應后，所得溶液中HClO的物質的量濃度為__________。(反應前后，溶液體積變化忽略不計)。

Answer 1

【答案】2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ Cl2+2CO32-+H2O===2HCO3-+Cl-+ClO- Ca(HCO3)2 圓底燒瓶 待燒瓶冷卻至室溫 移動量筒至量筒中液面與水槽中液面相平 0.1mol/L

【解析】

（1）工業上電解飽和食鹽水得到NaOH、Cl2、H2，其化學反應方程式為2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；

（2）①根據所給電離平衡常數，推出電離出H＋強弱順序是H2CO3>HClO>HCO3－，氯水中存在Cl2＋H2OHCl＋HClO，過量的碳酸鈉溶液中通入少量的氯氣，Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3，HClO＋Na2CO3=NaHCO3＋NaClO，總離子方程式為Cl2＋2CO32－＋H2O=2HCO3－＋Cl－＋ClO－；

②根據①的分析，過量的碳酸鈣與氯水反應，產物是Ca(HCO3)2、CaCl2，根據B的操作，濾液滴在有色布條上，發現其比氯水的漂白性更強，該濾液中含有HClO，第一份與石灰水混合，立即產生大量白色沉淀，即濾液中含有Ca(HCO3)2；

③根據儀器特點，儀器A為圓底燒瓶；

④由于氣體體積受溫度和壓強影響大，則準確讀出儀器B中氣體體積的實驗操作依次是a、等待燒瓶冷卻至室溫，b、上下移動儀器B至儀器B液面與水槽中的液面相平，c、平時與刻度線相切的液面讀數；

⑤涉及的反應：Cl2＋H2OHCl＋HClO、2HCl＋2CaCO3=Ca(HCO3)2＋CaCl2、Ca(HCO3)2CaCO3＋CO2↑＋H2O，則n(HClO)=n(HCl)=2n(CO2)=2×168×10－3L/22.4L·mol－1=0.015mol，c(HClO)=0.015mol/0.150L=0.1mol·L－1。