Question

20．漂白粉的主要成分為次氯酸鈣[Ca（ClO）₂]和氯化鈣，既可用作漂白劑，又可用作消毒劑．漂白粉中有效成分是[Ca（ClO）₂]，漂白的原理是：Ca（ClO）₂在空氣中發(fā)生反應Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+2HClO；HClO是一種酸性比鹽酸弱的酸，不穩(wěn)定，易分解生成HCl和一種常見的單質(zhì)氣體．HClO具有漂白性，能使品紅等有色物質(zhì)褪色．
【漂白粉制取的研究】
有人提出可以利用海水（含NaCl）和石灰石為原料制取漂白粉，該方法流程如下：

（1）HClO在常溫下分解，反應為2HClO=2HCl+O₂↑．某瓶HClO溶液放置一段時間后，溶液的pH減�。ㄌ睢霸龃蟆被颉皽p小”或“不變”）．
（2）⑤中的反應是2Ca（OH）₂+2Cl₂═CaCl₂+Ca（ClO）₂+2X，X的化學式為H₂O，其中Ca（ClO）₂中氯元素的化合價為+1．
（3）實際工業(yè)生產(chǎn)中，反應⑤的反應物Ca（OH）₂最好用石灰乳，（填“飽和石灰水”或“石灰乳”）并不斷攪拌．
【定性研究】
有一包長時間放置的漂白粉，想知道該漂白粉是否變質(zhì)，某同學設計了下列探究實驗．
【提出問題】長時間放置的漂白粉是否變質(zhì)？
【猜    想】
猜想1：該漂白粉未變質(zhì)，固體成分為CaCl₂、Ca（ClO）₂；
猜想2：該漂白粉部分變質(zhì)，固體成分為CaCl₂、Ca（ClO）₂、CaCO₃；
猜想3：該漂白粉全部變質(zhì)，固體成分為CaCl₂、CaCO₃．
【實驗探究】

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量樣品于試管中，滴加足量的稀鹽酸．	有氣體產(chǎn)生，氣體使石灰水變渾濁．	猜想2成立
在上述反應后的試管中加少量品紅溶液．	紅色變淺或消失．

【定量研究】
已知漂白粉有效成分能與濃鹽酸發(fā)生如下反應Ca（ClO）₂+4HCl═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O，某同學通過查閱資料，設計一個最簡單的實驗，測定漂白粉有效成分的質(zhì)量分數(shù)．
【資料】Cl₂能溶于水，但在飽和食鹽水中的溶解性非常�。畬嶒灄l件下Cl₂的密度為3.17g/L．氯化氫氣體易溶于水．
【實驗探究】
（4）甲同學準確稱取0.5g漂白粉樣品，檢查裝置氣密性后裝入圖A中，進行實驗．實驗結(jié)束后，量筒內(nèi)收集到89.6mL食鹽水．據(jù)此計算，此樣品中有效成分的質(zhì)量分數(shù)．（寫出計算過程，結(jié)果精確到0.1%）

（5）在讀取量筒的刻度數(shù)時，應注意①視線與凹液面最低點應齊平；②裝置內(nèi)氣體應恢復至室溫；③B、C兩儀器內(nèi)的液面應齊平．
（6）實驗結(jié)束后，同學們發(fā)現(xiàn)，此裝置存在著明顯的不足：ABC（填序號）
A沒有考慮到鹽酸占據(jù)的體積對測定結(jié)果的影響．
B沒有考慮到殘留在導管中的液體和導管本身的體積對測定結(jié)果的影響．
C沒有考慮到氯氣中可能混有的二氧化碳氣體對測定結(jié)果的影響
D沒有考慮到氯氣中可能混有的氯化氫氣體對實驗結(jié)果的影響．

Answer 1

分析 【漂白粉制取的研究】
根據(jù)溶液的酸堿性來判斷pH大��；
化學反應前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數(shù)不變；
化合物中元素的化合價代數(shù)和為零；
氫氧化鈣的溶解度很�。�
【實驗探究】
碳酸鈣能夠稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳；
次氯酸能使品紅試液褪色；
【實驗探究】
鹽酸占據(jù)的體積、殘留在導管中的液體和導管本身的體積、氯氣中可能混有的二氧化碳氣體等對測定結(jié)果會產(chǎn)生影響．

解答 解：【漂白粉制取的研究】
（1）根據(jù)HClO在常溫下分解，反應方程式可知：2HClO=2HCl+O₂↑．HClO溶液放置一段時間后，溶液的酸性增強，溶液的pH減��；
（2）由2Ca（OH）₂+2Cl₂═CaCl₂+Ca（ClO）₂+2X和質(zhì)量守恒定律可知，每個X中含有2個氫原子和1個氧原子，X是水，水的化學式可以表示為H₂O；
設氯元素的化合價為x，
根據(jù)題意有：（+2）+x×2+（-2）×2=0，
x=+1；
（3）實際工業(yè)生產(chǎn)中，因為石灰乳中比石灰水中含有更多的氫氧化鈣，所以反應⑤的反應物Ca（OH）₂最好用石灰乳并不斷攪拌．
【實驗探究】
實驗操作、實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論如下表所示：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①取少量樣品于試管中，滴加足量的稀鹽酸．	有氣體產(chǎn)生，氣體使石灰水變渾濁．	猜想2成立
②在上述反應后的試管中加少量品紅溶液．	紅色變淺或消失．

【實驗探究】
（4）設Ca（ClO）₂的質(zhì)量為y，
反應產(chǎn)生氯氣的質(zhì)量為：3.17g/L×0.0896L=0.284g，
Ca（ClO）₂+4HCl═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O，
    143                                142
      y                                0.284g
$\frac{143}{y}=\frac{142}{0.284g}$，
y=0.286g，
此樣品中有效成分的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{0.286g}{0.5g}$×100%=57.2%，
（5）在讀取量筒的刻度數(shù)時，應注意①視線與凹液面最低點應齊平；②裝置內(nèi)氣體應恢復至室溫；③B、C兩儀器內(nèi)的液面應齊平；
（6）此裝置存在著明顯的不足是：沒有考慮到鹽酸占據(jù)的體積對測定結(jié)果的影響，沒有考慮到殘留在導管中的液體和導管本身的體積對測定結(jié)果的影響，沒有考慮到氯氣中可能混有的二氧化碳氣體對測定結(jié)果的影響．
故答案為：（1）減��；（2）H₂O；+1；（3）石灰乳．
（4）57.2%；（5）B、C兩儀器內(nèi)的液面應齊平；（6）ABC．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．