Question

8．氯氣是一種重要的工業(yè)原料．
Ⅰ．實(shí)驗(yàn)室可用二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
Ⅱ．某研究性學(xué)習(xí)小組查閱資料得知，漂白粉與硫酸反應(yīng)可制取氯氣，化學(xué)方程式為：Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaSO₄+2Cl₂↑+2H₂O
他們利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)如下制取氯氣并驗(yàn)證其性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)．

回答下列問(wèn)題：
（1）該實(shí)驗(yàn)中A部分的裝置是b（填標(biāo)號(hào)）．

（2）請(qǐng)你幫助他們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明洗氣瓶C中的Na₂SO₃已被氧化（簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟）：取少量溶液置于潔凈的試管中，向其中滴加稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣體，再向其中滴入氯化鋇溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，證明亞硫酸鈉被氧化．
（3）寫(xiě)出D裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Cl₂+H₂O═H⁺+Cl^-+HClO；H⁺+HCO₃^-═CO₂↑+H₂O．
（4）該實(shí)驗(yàn)存在明顯的缺陷，請(qǐng)你提出改進(jìn)的方法應(yīng)將尾氣通入NaOH溶液中．
（5）該小組又進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：稱取漂白粉2.0g，研磨后溶解，配制成250mL溶液，取出25mL加入到錐形瓶中，再加入過(guò)量的KI溶液和過(guò)量的H₂SO₄溶液，靜置．待完全反應(yīng)后，用0.1mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液作標(biāo)準(zhǔn)液滴定反應(yīng)生成的碘，已知反應(yīng)方程式為：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，共用去Na₂S₂O₃溶液20.0mL．則該漂白粉中Ca（ClO）₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35.75%．．

Answer 1

分析 Ⅰ．二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣、氯化錳和水；
Ⅱ．（1）根據(jù)所給Cl2的生成反應(yīng)的反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)是否需要加熱選擇氣體發(fā)生裝置；
（2）Na₂SO₃氧化的產(chǎn)物為Na₂SO₄，確定存在SO₄^2-即可證明Na₂SO₃已部分被氧化．檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)取C中溶液少許于潔凈試管中，先加稀HCl至不再產(chǎn)生氣體以排除SO₃^2-的干擾，然后再加入BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明Na₂SO₃已部分被氧化；
（3）進(jìn)入D的Cl₂與水反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，HCl能與NaHCO₃反應(yīng)，離子方程式為H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O，HClO因酸性比H₂CO₃弱而不能與NaHCO₃反應(yīng)；
（4）NaHCO₃吸收Cl₂的能力有限，應(yīng)將尾氣通入NaOH溶液中；
（5）依據(jù)關(guān)系式Ca（ClO）₂～2Cl₂～2I₂～4Na₂S₂O₃，計(jì)算次氯酸鈣的質(zhì)量進(jìn)而計(jì)算次氯酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：Ⅰ．二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣、氯化錳和水，反應(yīng)的方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
Ⅱ．（1）依據(jù)方程式MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O可知，反應(yīng)物質(zhì)為液體與固體，反應(yīng)條件為加熱，應(yīng)選屬于“固+液$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$氣”型的b；
故答案為：b；
（2）Na₂SO₃氧化的產(chǎn)物為Na₂SO₄，確定存在SO₄^2-即可證明Na₂SO₃已部分被氧化．檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)取C中溶液少許于潔凈試管中，先加稀HCl至不再產(chǎn)生氣體以排除SO₃^2-的干擾，然后再加入BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明Na₂SO₃已部分被氧化；
故答案為：取少量溶液置于潔凈的試管中，向其中滴加稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣體，再向其中滴入氯化鋇溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，證明亞硫酸鈉被氧化；
（3）進(jìn)入D的Cl₂與水反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，HCl能與NaHCO₃反應(yīng)，離子方程式為H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O，HClO因酸性比H₂CO₃弱而不能與NaHCO₃反應(yīng)；
故答案為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO；H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O；
（4）NaHCO₃吸收Cl₂的能力有限，應(yīng)將尾氣通入NaOH溶液中；
故答案為：應(yīng)將尾氣通入NaOH溶液中；
（5）依據(jù)題干給出方程式可得：Ca（ClO）₂～2Cl₂～2I₂～4Na₂S₂O₃，n[Ca（ClO）₂]=$\frac{1}{4}$n（Na₂S₂O₃）=20.0 mL×10^-3 L•mL^-1×0.1 mol•L^-1×$\frac{250mL}{25mL}$×$\frac{1}{4}$=0.005 mol，Ca（ClO）₂%=$\frac{0.005mol×143g/mol}{2.0g}$×100%=35.75%；
故答案為：35.75%；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氯氣的實(shí)驗(yàn)室制備方法和性質(zhì)的檢驗(yàn)、有關(guān)方程式的計(jì)算，明確制備原理及性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題（5）注意把握各物質(zhì)之間量的關(guān)系，題目難度中等．