Question

18．氯元素的單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用極其廣泛．請(qǐng)完成下列填空：

Ⅰ：氯氣性質(zhì)探究
設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)制備并驗(yàn)證氯氣的性質(zhì)（部分夾持裝置未畫(huà)出）．
（1）A中放置固體二氧化錳的裝置名稱(chēng)是圓底燒瓶．
（2）裝置B的作用是除去氯氣中的氯化氫．
（3）硬質(zhì)玻璃管C中事先裝有兩個(gè)沾有相關(guān)試劑的棉球，左側(cè)棉球的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為變藍(lán)色．
（4）D中的NaOH溶液用來(lái)吸收尾氣，向反應(yīng)后的D中加入足量稀硫酸會(huì)產(chǎn)生氣體，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式Cl^-+ClO^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O．
Ⅱ：制備HClO
（5）設(shè)計(jì)裝置E代替如圖的裝置C，用于制備較高濃度的HClO溶液．在圓底燒瓶底部，有一用塑料網(wǎng)包住的過(guò)量塊狀碳酸鈣．
①該方案可以制得較高濃度HClO的原因是（結(jié)合必要的化學(xué)語(yǔ)言回答）Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，碳酸鈣與H⁺反應(yīng)，使平衡向右移動(dòng)，HClO濃度增大．
②反應(yīng)結(jié)束后將塑料網(wǎng)中剩余的石灰石提出液面，所得的溶液與稀鹽酸混合，立即產(chǎn)生大量CO₂氣體，則反應(yīng)所得溶液中的溶質(zhì)除HClO外，還含有CaCl₂、Ca（HCO₃）₂（寫(xiě)兩種鈣鹽的化學(xué)式，一種正鹽，一種酸式鹽）；該小組同學(xué)測(cè)得反應(yīng)中碳酸鈣質(zhì)量減少M(fèi) g，反應(yīng)后從所得的200mL溶液中取用10mL與足量稀鹽酸混合，連接F裝置測(cè)得產(chǎn)生的氣體體積為V L（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），則原溶液中含鈣正鹽的濃度為$\frac{M}{20}$-$\frac{V}{0.448}$mol•L^-1（用含M、V的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 Ⅰ：氯氣性質(zhì)探究
（1）裝置A是制備氯氣的發(fā)生裝置，放二氧化錳的儀器為圓底燒瓶；
（2）生成的氯氣含有水蒸氣和氯化氫，通過(guò)飽和食鹽水除去氯化氫氣體雜質(zhì)；
（3）氯氣有氧化性可以氧化碘化鉀生成碘單質(zhì)，遇到淀粉變藍(lán)色；
（4）氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，加入酸發(fā)生歸中反應(yīng)生成氯氣；
Ⅱ．（5）設(shè)計(jì)裝置E代替如圖的裝置C，用于制備較高濃度的HClO溶液．在圓底燒瓶底部，有一用塑料網(wǎng)包住的過(guò)量塊狀碳酸鈣，生成的氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，次氯酸酸性弱于碳酸，鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳，
①氯氣和水反應(yīng)存在化學(xué)平衡，生成的鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)促進(jìn)平衡正向進(jìn)行；
②反應(yīng)結(jié)束后將塑料網(wǎng)中剩余的石灰石提出液面，所得的溶液與稀鹽酸混合，立即產(chǎn)生大量CO₂氣體，說(shuō)明溶液中含有碳酸氫鈣，是生成的二氧化碳和碳酸鈣反應(yīng)生成的碳酸氫鈣，所以溶液中存在次氯酸、氯化鈣、次氯酸鈣；該小組同學(xué)測(cè)得反應(yīng)中碳酸鈣質(zhì)量減少M(fèi) g為碳酸鈣，反應(yīng)后從所得的200mL溶液中取用10mL與足量稀鹽酸混合，連接F裝置測(cè)得產(chǎn)生的氣體體積為V L（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），依據(jù)反應(yīng)定量關(guān)系，CaCO₃～Ca（HCO₃）₂～2CO₂計(jì)算生成二氧化碳?xì)怏w的碳酸鈣的質(zhì)量，得到生成氯化鈣的碳酸鈣的質(zhì)量，依據(jù)鈣元素守恒得到原溶液中含鈣正鹽的濃度．

解答 解：Ⅰ：氯氣性質(zhì)探究
（1）裝置A是制備氯氣的發(fā)生裝置，二氧化錳為固體和滴入的鹽酸加熱反應(yīng)生成氯氣，盛放二氧化錳的儀器為圓底燒瓶，故答案為：圓底燒瓶；
（2）生成的氯氣含有水蒸氣和氯化氫，氯化氫極易溶于水，氯化鈉溶液中氯離子抑制氯氣和水的反應(yīng)，通過(guò)飽和食鹽水除去氯化氫氣體雜質(zhì)，
故答案為：除去氯氣中的氯化氫；
（3）氯氣有氧化性可以氧化碘化鉀生成碘單質(zhì)，2KI+Cl₂=I₂+2KCl，碘單質(zhì)遇到淀粉變藍(lán)色，故答案為：變藍(lán)色；
（4）氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，加入酸發(fā)生歸中反應(yīng)生成氯氣，反應(yīng)的離子方程式為：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O，
故答案為：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
Ⅱ．（5）①該方案可以制得較高濃度HClO的原因是溶液中存在化學(xué)平衡：Cl₂+H₂O  H⁺+Cl^-+HClO，碳酸鈣與H⁺反應(yīng)，使平衡向右移動(dòng)，HClO濃度增大，得到較高濃度HClO，
故答案為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，碳酸鈣與H⁺反應(yīng)，使平衡向右移動(dòng)，HClO濃度增大；
②反應(yīng)結(jié)束后將塑料網(wǎng)中剩余的石灰石提出液面，所得的溶液與稀鹽酸混合，立即產(chǎn)生大量CO₂氣體，說(shuō)明溶液中含有碳酸氫鈣，是生成的二氧化碳和碳酸鈣反應(yīng)生成的碳酸氫鈣，所以溶液中存在次氯酸、氯化鈣、次氯酸鈣；該小組同學(xué)測(cè)得反應(yīng)中碳酸鈣質(zhì)量減少M(fèi) g為碳酸鈣，反應(yīng)后從所得的200mL溶液中取用10mL與足量稀鹽酸混合，連接F裝置測(cè)得產(chǎn)生的氣體體積為V L（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），依據(jù)反應(yīng)定量關(guān)系，CaCO₃～Ca（HCO₃）₂～2CO₂計(jì)算200ml溶液中生成二氧化碳的碳酸鈣質(zhì)量=（$\frac{V}{22.4}×\frac{1}{2}$）mol×$\frac{200}{10}$×100g/mol，則原溶液中含鈣正鹽的濃度=$\frac{M-\frac{V}{44.8}mol×20×100g/mol}{100g/mol×0.2L}$=$\frac{M}{20}$-$\frac{V}{0.448}$，
故答案為：CaCl₂、Ca（HCO₃）₂、$\frac{M}{20}$-$\frac{V}{0.448}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)和組成的實(shí)驗(yàn)探究方法、實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析、數(shù)據(jù)處理、物質(zhì)性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn)，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．