Question

3．飽和氯水與石灰石的反應(yīng)是制取較濃的HClO溶液的方法之一．某同學(xué)運(yùn)用這一方法，嘗試制取HClO溶液并進(jìn)行了如下定性實(shí)驗(yàn)：
①在試管中加入過量的塊狀碳酸鈣，再加入約20mL飽和氯水，充分反應(yīng)，至有少量氣泡產(chǎn)生，溶液的黃綠色褪去；
②過濾，將濾液滴在有色布條上，發(fā)現(xiàn)其漂白性更強(qiáng)；
③為了確定反應(yīng)產(chǎn)物，將濾液分為三份，分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
第一份與石灰水混合，立即產(chǎn)生大量白色沉淀； 第二份與稀鹽酸混合，立刻產(chǎn)生大量氣泡；第三份加熱，看到溶液變渾濁且有大量無色氣體產(chǎn)生．
經(jīng)檢測(cè)，上述實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的無色氣體均為CO₂氣體．
（1）試解釋可以在飽和氯水中加入石灰石制備HClO的原因：在飽和氯水中存在：Cl₂+H₂O?HClO+HCl，加入過量的CaCO₃與溶液中的HCl發(fā)生反應(yīng)，使鹽酸的濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，HClO的濃度增大
（2）寫出步驟③中第一份及第二份濾液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：
第一份Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O．
第二份Ca²⁺+2HCO₃^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O
（3）試根據(jù)所學(xué)知識(shí)推測(cè)，在②的濾液中含有的溶質(zhì)，除了溶解的極少量氯氣外，還含有的其他溶質(zhì)為（寫化學(xué)式）HClO、Ca（HCO₃）₂、CaCl₂．

Answer 1

分析 （1）從Cl₂+H₂OHCl+HClO 平衡移動(dòng)的角度分析；
（2）碳酸鈣是過量的，碳酸鈣和二氧化碳和水反應(yīng)生成了可溶于水的碳酸氫鈣，以此書寫反應(yīng)的有關(guān)離子方程式；
（3）根據(jù)有關(guān)反應(yīng)判斷可能的產(chǎn)物．

解答 解：（1）在飽和氯水中存在如下平衡：Cl₂+H₂O?HClO+HCl，鹽酸的酸性比碳酸強(qiáng)，而HClO的酸性比碳酸弱，加入過量的CaCO₃與溶液中的HCl發(fā)生反應(yīng)，使鹽酸的濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，最終生成HClO；
故答案為：在飽和氯水中存在：Cl₂+H₂O?HClO+HCl，加入過量的CaCO₃與溶液中的HCl發(fā)生反應(yīng)，使鹽酸的濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，HClO的濃度增大；
（2）因?yàn)樘妓徕}是過量的，碳酸鈣和二氧化碳和水反應(yīng)生成了可溶于水的碳酸氫鈣，與石灰水混合，立即產(chǎn)生大量白色沉淀，反應(yīng)的離子方程式為Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O，加熱時(shí)碳酸氫鈣分解生成CaCO₃和CO₂，反應(yīng)的離子方程式為Ca²⁺+2HCO₃^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O，
故答案為：Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O；Ca²⁺+2HCO₃^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
（3）氯氣與水反應(yīng)Cl₂+H₂O?HCl+HClO，生成HClO，因?yàn)樘妓徕}是過量的，并且反應(yīng)中有二氧化碳生成，
因此碳酸鈣和二氧化碳和水反應(yīng)生成了可溶于水的碳酸氫鈣CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca（HCO₃）₂，
因此第二份與稀鹽酸混合Ca（HCO₃）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O+2CO₂↑，
所以②的濾液中含有的溶質(zhì)除了極少量的氯氣外，還有HClO、Ca（HCO₃）₂、CaCl₂，
故答案為：HClO、Ca（HCO₃）₂、CaCl₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查律氯氣的性質(zhì)以及氯水的性質(zhì)，題目難度中等，本題注意過量碳酸鈣與氯水反應(yīng)的原理，此為解答該題的關(guān)鍵，本題易錯(cuò)點(diǎn)為（3）過量的CaCO₃與飽和氯水反應(yīng)生成Ca（HCO₃）₂．