Question

某研究性學生小組查閱資料得知，漂白粉與硫酸溶液反應可制取氯氣，化學方程式為：Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂SO₄

△   .

2CaSO₄+2Cl₂↑+2H₂O他們設計了如圖所示裝置制取氯氣并驗證其性質的實驗．

試回答：
（1）該實驗中A部分的裝置是

b

（填寫裝置的序號）；
（2）B中反應的化學方程式是

Cl₂+2KI=2KCl+I₂

；
（3）寫出C中反應的離子方程式

Cl₂+SO₃^2-+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺；

，并請你幫該小組同學設計一個實驗，證明洗氣瓶C中的Na₂SO₃已被氧化（簡述實驗步驟）：

取少量反應后的溶液于試管中，加入HCl溶液至不再產生氣體為止，再滴加BaCl₂溶液，如果有白色沉淀生成，證明Na₂SO₃已被氧化．

；
（4）寫出在D裝置中發生反應的離子方程式

Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑（或者Cl₂+HCO₃^-=CO₂↑+Cl^-+HClO）

；
（5）該實驗存在明顯的缺陷是

無尾氣處理裝置

；
（6）該小組又進行了如下實驗：稱取漂白粉2.0g，研磨后溶解，配制成250mL溶液，加入過量的KI溶液和過量的H₂SO₄溶液，靜置．待完全反應后，用0.1mol?L^-1的Na₂S₂O₃溶液做標準溶液滴定反應生成的碘，已知反應式為2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，反應完成時，共消耗Na₂S₂O₃ 200mL．則該漂白粉中Ca（ClO）₂的質量分數為

35.8%（或35.75%）．

．

Answer 1

分析：（1）根據反應物的狀態、反應條件選擇發生反應裝置．
（2）氯氣有氧化性，能和碘化鉀反應生成碘單質．
（3）氯氣有強氧化性，亞硫酸根離子有還原性，所以氯氣和亞硫酸根離子能發生氧化還原反應生成硫酸根離子、氯離子和氫離子；如果亞硫酸鈉被氧化會生成硫酸鈉，根據硫酸根離子的檢驗方法檢驗即可．
（4）氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，鹽酸能和碳酸氫根離子反應生成二氧化碳．
（5）氯化氫有刺激性氣味，尾氣不能直接排空，要用尾氣處理裝置處理．
（6）先根據次氯酸鈣和硫代硫酸鈉的關系式計算次氯酸鈣的質量，再利用質量分數公式計算即可．

解答：解：（1）該反應的反應物是固體和液體，反應條件是加熱，所以應選固液混合加熱型裝置．
故選b．
（2）氯氣有氧化性，能和碘化鉀反應生成碘單質和氯化鉀Cl₂+2KI=2KCl+I₂．
故答案為：Cl₂+2KI=2KCl+I₂．
（3）氯氣有強氧化性，亞硫酸根離子有還原性，所以氯氣和亞硫酸根離子能發生氧化還原反應生成硫酸根離子、氯離子和氫離子Cl₂+SO₃^2-+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺；如果亞硫酸鈉被氧化，會生成硫酸鈉，硫酸鈉和氯化鋇能發生 反應生成白色沉淀硫酸鋇，亞硫酸鋇也是沉淀，所以要先排除亞硫酸鹽的干擾，再用氯化鋇檢驗硫酸根離子，檢驗方法為取少量反應后的溶液于試管中，加入HCl溶液至不再產生氣體為止，再滴加BaCl₂溶液，如果有白色沉淀生成，證明
Na₂SO₃已被氧化．
故答案為：Cl₂+SO₃^2-+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺；取少量反應后的溶液于試管中，加入HCl溶液至不再產生氣體為止，再滴加BaCl₂溶液，如果有白色沉淀生成，證明Na₂SO₃已被氧化．
（4）氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，鹽酸是強酸，能和碳酸氫根離子反應生成二氧化碳和水HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑．
故答案為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑（或者Cl₂+HCO₃^-=CO₂↑+Cl^-+HClO ）．
（5）氯化氫有刺激性氣味，尾氣不能直接排空，要用尾氣處理裝置進行處理，所以該裝置沒有尾氣處理裝置．
故答案為：無尾氣處理裝置．
（6）設次氯酸鈣的質量為x．
Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂SO₄

△   .

2CaSO₄+2Cl₂↑+2H₂O①
Cl₂+2KI=2KCl+I₂②
2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI③
將方程式①+2×②+2×③得方程式
Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂SO₄+4KI+4Na₂S₂O₃=2CaSO₄+4KCl+2H₂O+2Na₂S₄O₆+4NaI
143g                   4mol
x                      0.2L×0.1mol?L^-1
所以x=0.715g
次氯酸鈣的質量分數為

0.715g

2.0g

×100%=35.75%                                  
故答案為35.75%．

點評：本題考查了氯氣的實驗室制法及化學性質，難度不大，注意亞硫酸根離子的檢驗方法．