Question

【題目】某興趣小組模擬工業制漂白粉，設計了下列圖5的實驗裝置。已知：①氯氣和堿反應放出熱量。②6Cl2+6Ca(OH)25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O。

回答下列問題：

（1）甲裝置中儀器a的名稱是_______，MnO2在反應中所起的作用是（填“氧化劑”或“還原劑”）______________。

（2）裝置乙中飽和食鹽水的作用是____________________________。

（3）①制取漂白粉的化學方程式是____________________________。

②該小組制得的漂白粉中n(CaCl2) 遠大于n[Ca(ClO)2]，其主要原因是_________。

③為提高Ca(ClO)2的含量，可采取的措施是_______________（任寫一種即可）。

（4）漂白粉應密封保存，原因是______________________（用化學方程式表示）。

Answer 1

【答案】分液漏斗 氧化劑 除去氯氣中混有的氯化氫 2Cl2+2 Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 氯氣和堿反應會放出熱量，導致溫度升高，發生了副反應：6Cl2+6 Ca(OH)25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O 將丙裝置浸在盛有冷水的水槽中或控制氯氣產生速率 Ca(ClO)2 +CO2+H2O= CaCO3+2HClO

【解析】

模擬工業制漂白粉:裝置A制取Cl2，a為分液漏斗，可以控制加入的濃鹽酸，圓底燒瓶中盛放二氧化錳，反應的方程式為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O，HCl易揮發，制得的氯氣中含有氯化氫，可以用食鹽水來除雜，乙裝置除去氯氣中的氯化氫，丙裝置Cl2與Ca(OH)2的反應制漂白粉，Cl2有毒，需進行尾氣處理，裝置丁吸收多余的氯氣。
(1)根據儀器的特征以及常見儀器的名稱解答；MnO2與濃鹽酸反應生成氯化鎂、氯氣與水，MnO2是氧化劑；
(2)HCl易揮發，制得的氯氣中含有氯化氫，可以用食鹽水來除雜；
(3)①漂白粉的主要成分是次氯酸鈣Ca(ClO)2和氯化鈣，氯氣與石灰乳反應產物是氯化鈣、次氯酸鈣和水；
②根據氯氣和堿反應放出熱量，溫度稍高即發生副反應6Cl2+6 Ca(OH)25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O進行判斷；
③因為溫度高時易生成Ca(ClO3)2，所以避免此反應發生可以采取降溫措施或控制反應避免反應放熱瞬時升高；
(4)漂白粉有效成分為次氯酸鈣，能夠與空氣中的二氧化碳反應而導致變質。

(1)甲裝置中儀器a具有球形特征，有玻璃活塞，在該實驗中，可以控制加入的濃鹽酸，為分液漏斗，裝置A制取Cl2，反應的方程式為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O，反應中，MnO2中Mn元素化合價降低（+4→+2），MnO2為氧化劑，
因此，本題正確答案是：分液漏斗；氧化劑；
(2)濃鹽酸和二氧化錳反應過程中會發出氯化氫氣體，氯化氫在氯化鈉飽和溶液中易溶，而氯氣難溶，通過飽和食鹽水的作用是除去Cl2中混有的HCl氣體，
因此，本題正確答案是：除去氯氣中混有的氯化氫；
(3)①漂白粉的主要成分是次氯酸鈣Ca(ClO)2和氯化鈣，將氯氣通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉，同時有水生成，反應的化學方程式為：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，
因此，本題正確答案是：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；
②氯氣和堿反應會放出熱量，導致溫度升高，當溫度低時，氯氣和氫氧化鈣反應生成氯化鈣和次氯酸鈣和水；當溫度高時，發生了副反應： 6Cl2+6 Ca(OH)25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O，所以制得的漂白粉中n(CaCl2) 遠大于n[Ca(ClO)2]，
因此，本題正確答案是：氯氣和堿反應會放出熱量，導致溫度升高，發生了副反應：6Cl2+6 Ca(OH)25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O；

③溫度較高時氯氣與消石灰反應生成Ca(ClO3)2，為避免此副反應的發生，用冰水或冷水冷卻，或控制氯氣產生速率，通過控制反應速率，避免反應放熱瞬時升高，
因此，本題正確答案是：將丙裝置浸在盛有冷水的水槽中或控制氯氣產生速率；
(4)漂白粉有效成分為次氯酸鈣，HClO雖是強氧化性的酸，但它是比碳酸還弱的酸，受空氣中的水、CO2作用而導致變質，生成CaCO3和HClO，該反應的化學方程式為：Ca(ClO)2 +CO2+H2O= CaCO3+2HClO，所以漂白粉應密封保存，
因此，本題正確答案是： Ca(ClO)2 +CO2+H2O= CaCO3+2HClO。