Question

【題目】含氯化合物在工農業(yè)生產和日常生活中有著廣泛的用途。

(1)工業(yè)上用氯氣制備漂白粉，某研究小組利用下列裝置制備漂白粉。

①漂白粉的有效成分是_____________（填化學式）。漂白粉放置在空氣中一段時間后會失效，原因是（寫出有關反應的化學方程式）________________________。

②裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為___________________________________。

③裝置B中試劑a為_________，作用是________________________________。

(2)ClO2常用于自來水的消毒、木質紙漿的漂白。已知：NaCl＋3H2ONaClO3＋3H2↑，2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。有關物質的熔、沸點如下表：

物質	熔點/℃	沸點/℃
ClO2	－59	11
Cl2	－107	－34.6

ClO2的生產流程示意圖如下：

理論上每生成1molClO2，外界至少補充X氣體________ mol。從ClO2發(fā)生器中分離出ClO2可采用的方法是____________。

Answer 1

【答案】Ca(ClO)2 Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO、2HClO=2HCl＋O2↑ 2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O NaOH溶液 吸收多余的氯氣，防止污染環(huán)境 0.5 將生成的氣體冷水浴降溫，使ClO2液化分離出來

【解析】

（1）根據(jù)裝置信息，A中氯氣與石灰漿反應制備漂白粉，反應的化學方程式：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，長期放置于空氣中發(fā)生變質，反應方程式為Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO、2HClO=2HCl＋O2↑，裝置B中盛有氫氧化鈉溶液，吸收多余的氯氣，防止污染環(huán)境；

（2）根據(jù)流程信息，電解食鹽水：NaCl＋3H2ONaClO3＋3H2↑，ClO2發(fā)生器中發(fā)生的反應：2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O，HCl由電解得到的H2和ClO2發(fā)生器中生成Cl2，則X氣體為Cl2，ClO2與Cl2沸點的沸點相差較大，可以將生成的氣體冷水浴降溫，使ClO2液化分離出來。

（1）①由分析知，漂白粉的有效成分為Ca(ClO)2；漂白粉放置在空氣中一段時間后，會發(fā)生反應：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO、2HClO=2HCl＋O2↑；

②A中氯氣與石灰漿反應制備漂白粉，反應的化學方程式：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；

③Cl2是有毒氣體，不能直接排放到空氣中，裝置B的作用，吸收多余的氯氣，防止污染環(huán)境，試劑a為NaOH溶液；

（2）根據(jù)分析知X為Cl2，每生成1mol ClO2，同時生成0.5mol Cl2，需要HCl的物質的量為2mol，根據(jù)氯原子守恒，生成0.5molCl2(1molCl)用來合成HCl，外界需要補充0.5mol Cl2；根據(jù)表中的信息可知，常溫下ClO2為液態(tài)，從ClO2發(fā)生器中分離出ClO2可采用的方法是冷水浴降溫，使ClO2液化分離出來。