Question

飽和氯水與石灰石反應是制取較濃HClO溶液的方法之一。某興趣小組進行了如下實驗探究。
實驗一：定性研究。
①在試管中加入過量的塊狀碳酸鈣，再加入約20 mL飽和氯水(如圖所示)，充分反應，有少量氣泡產生，溶液淺黃綠色退去；

②過濾，將濾液滴在有色布條上，發現濾液比氯水的漂白性更強；
③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；
第三份濾液加熱，看到濾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。
請回答：
(1)反應后所得的溶液漂白性比氯水強的原因是                        。
(2)依據上述實驗可推知：濾液中的溶質除CaCl₂、HClO外，還有       (填寫溶質的化學式)。
實驗二：定量研究。
在圓底燒瓶底部，用一塑料網包住塊狀石灰石(過量)與150 mL飽和氯水反應，按下圖所示裝置實驗，待不再產生氣泡后，將塑料網中剩余的石灰石提出液面，將裝置密封后再加熱，煮沸燒瓶中的液體，量筒中的氣體不再增加時停止實驗。

請回答：
(3)實驗結束后檢測到量筒中收集到的氣體除CO₂外還有O₂，請寫出Ⅰ中產生O₂的化學反應方程式                               。
(4)為減少用裝置Ⅲ收集氣體過程中CO₂因溶解而造成的損失，請你對裝置Ⅲ進行改進(水槽中仍為水)，最簡單的方法是                               。

Answer 1

(1)CaCO₃消耗了氯水中的鹽酸，使可逆反應Cl₂＋H₂OHCl＋HClO的平衡向右移動，HClO濃度增大
(2)Ca(HCO₃)₂
(3)2HClO2HCl＋O₂↑
(4)將水槽中的水換為熱水(答案合理即可)

(1)由于次氯酸的酸性弱于碳酸的酸性，但強于HCO₃^-的酸性，所以碳酸鈣只與鹽酸反應，與氯水中的次氯酸是不反應的。即CaCO₃消耗了氯水中的鹽酸，使可逆反應Cl₂＋H₂OHCl＋HClO的平衡向右移動，HClO濃度增大，所以漂白性增強。
(2)第一份濾液與石灰水混合，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CO₂，因此可以判斷白色沉淀是碳酸鈣，所以濾液中還存在的溶質是碳酸氫鈣。
(3)次氯酸不穩定，受熱易分解生成氧氣和氯化氫，反應方程式為2HClO2HCl＋O₂↑。
(4)氣體的溶解度隨溫度的升高而降低，所以要減小CO₂溶解帶來的損耗，可以將水槽中的水換為熱水。