Question

【題目】某化學興趣小組在實驗室制取漂白粉，并探究氯氣與石灰乳反應的條件和產物。

已知：①二氧化錳與濃鹽酸反應可制備氯氣，同時生成MnCl2

②氯氣和堿的反應為放熱反應。溫度較高時，氯氣和堿還能發生如下反應：3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O

該興趣小組設計了下列實驗裝置，進行實驗。

請回答下列問題：

（1）①甲裝置用于制備氯氣，乙裝置的作用是__。

②實驗室用足量NaOH溶液吸收從濃鹽酸和MnO2反應體系中導出的氣體。當吸收溫度不同時，生成的產物可能是NaClO、NaClO3、NaCl中的兩種或三種。下列說法不正確的是_。（填字母）

A．若產物為NaClO3、NaCl，則參加反應的氧化劑和還原劑的物質的量之比為1∶5

B．若產物為NaClO、NaCl，則吸收后的溶液中n(NaClO)=n(NaCl)

C．若產物為NaClO、NaClO3、NaCl，則NaOH與Cl2相互反應的物質的量之比為2∶1

（2）小組成員發現，產物中Ca(ClO)2的質量明顯小于理論值。他們討論后認為，其可能原因是部分氯氣未與石灰乳反應而逸出，以及溫度升高。為了探究反應條件對產物的影響，他們另取一定量的石灰乳，緩慢勻速地通入足量氯氣，得出了Ca(ClO)2、Ca(ClO3)2兩種物質的物質的量（n）與反應時間（t）的關系曲線，粗略表示為如圖(不考慮氯氣和水的反應)。

①圖中曲線II表示__(填物質的化學式)的物質的量隨反應時間變化的關系；

②所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物質的量為__mol；

Answer 1

【答案】除去氯氣中混有的氯化氫 AB Ca(ClO3)2 0.5

【解析】

（1）①利用濃鹽酸制取的氯氣中常含有HCl氣體，HCl也會與Ca(OH)2發生反應，使得有效成分含量降低，需要除雜，乙裝置的作用就是用于除去氯氣中的HCl；答案是除去氯氣中混有的氯化氫；

②A．若產物為NaClO3、NaCl，化學方程式6NaOH+3Cl2=5NaCl+NaClO3+3H2O，根據方程式可知，氯氣化合價升高得到NaClO3，只有0.5mol，而氯氣化合價降低得到NaCl有2.5mol；氧化劑、還原劑均為氯氣，其物質的量之比為2.5∶0.5=5∶1，A項錯誤；

B．濃鹽酸和MnO2反應體系中導出的氣體中含氯氣和HCl，氯氣與NaOH反應生成NaClO和NaCl的方程式2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，NaClO和NaCl的物質的量之比為1∶1，但是HCl也會與NaOH反應生成NaCl，因此比例不再是1∶1，B項錯誤；

C．不管是NaCl、NaClO還是NaClO3中，Na和Cl的比例均為1∶1，1mol氯氣中含有2mol Cl原子，根據原子守恒，則NaOH和Cl2的比例為1∶2，C項正確；

答案為AB；

(2)①反應剛開始的時候，氯氣與Ca(OH)2生成Ca(ClO)2，溶液的溫度并不高，雖然反應放熱，溫度逐漸升高，氯氣與Ca(OH)2反應生成Ca(ClO3)2，所以曲線Ⅱ表示的是Ca(ClO3)2的物質的量隨反應時間變化的關系；答案為Ca(ClO3)2；②根據圖像可知，Ca(ClO)2的物質的量為0.1mol，Ca(ClO3)2的物質的量為0.05mol，根據化學方程式2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，6Ca(OH)2+6Cl2=5CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O，則總共消耗Ca(OH)2的物質的量為0.1mol×2+0.05mol×6=0.5mol；答案為0.5。