Question

1．如圖所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的原理和性質(zhì)，回答下列問題：

（1）寫出裝置甲中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：MnO₂+4HCl（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．裝置甲中的儀器使用前需要檢漏的有分液漏斗（寫名稱）
（2）利用裝置丙制取飽和氯水并測其pH值．
①證明氯水已飽和的現(xiàn)象是．
②測定飽和氯水的pH方法是．
③若撤去裝置乙，直接將裝置甲和丙相連．這樣做對(duì)實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果的影響是使測定的pH減�。�
（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)：
i．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)，有少量氣泡產(chǎn)生，溶液的黃綠色褪去；
ii．過濾，將濾液滴在有色布條上，發(fā)現(xiàn)其漂白性更強(qiáng)；
iii．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，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：在飽和氯水中存在如下平衡：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)，最終生成HClO．（用有關(guān)的方程式結(jié)合文字回答）
②試根據(jù)所學(xué)知識(shí)推測，在ii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HClO、Ca（HCO₃）₂、CaCl₂ （寫化學(xué)式）．
③寫出步驟iii中第一份濾液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaC0₃↓+H₂O．

Answer 1

分析 （1）裝置甲中發(fā)生反應(yīng)為實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的反應(yīng)；帶有活塞或旋塞的儀器要檢查是否漏水；
（2）①氯氣為黃綠色氣體，氯水為黃綠色，根據(jù)飽和溶液中不能溶解氯氣來解答；
②因次氯酸具有氧化性，不能用PH測量氯水的PH，直接用PH計(jì)；
③濃鹽酸易揮發(fā)，制得的氯氣中含有氯化氫，氯化氫溶于水，溶液酸性增強(qiáng)；
（3）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，同時(shí)生成Ca（HCO₃）₂和CaCl₂，根據(jù)Ca（HCO₃）₂的性質(zhì)進(jìn)行判斷．

解答 解：（1）裝置甲中濃硫酸和二氧化錳反應(yīng)制取氯氣，反應(yīng)的方程式為：MnO₂+4HCl（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，帶有活塞或旋塞的儀器要檢查是否漏水，則裝置甲中的分液漏斗應(yīng)檢漏，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；分液漏斗；
（2）①因飽和溶液中不能溶解氯氣以及氯氣為黃綠色，所以丙中液體呈黃綠色，丙中的導(dǎo)管有氣泡溢出水面，有黃綠色氣體進(jìn)入丁中，且液面上方充滿黃綠色氣體即可證明氯水已飽和，
故答案為：丙中液體呈黃綠色，且液面上方充滿黃綠色氣體，有黃綠色氣體進(jìn)入丁中；
②由于飽和氯水中含有氧化性的次氯酸，會(huì)將PH試紙氧化，因此不能用PH試紙測定溶液的PH，直接用PH計(jì)測量，
故答案為：直接用PH計(jì)測量；
③濃鹽酸易揮發(fā)，氯氣中含有氯化氫，若撤去裝置乙，直接將裝置甲和丙相連．氯化氫溶于水，溶液酸性增強(qiáng)，使測定的pH減小，
故答案為：使測定的pH減�。�
（3）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：在飽和氯水中存在如下平衡：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)，最終生成HClO；
②由實(shí)驗(yàn)將濾液滴在有色布條上，發(fā)現(xiàn)其漂白性更強(qiáng)可知，除了溶解的極少量氯氣外，還含有HClO，過量的CaCO₃與溶液中的HCl發(fā)生反應(yīng)，還生成Ca（HCO₃）₂和CaCl₂，
故答案為：HClO、Ca（HCO₃）₂、CaCl₂；
③將濾液的第一份與石灰水混合，立即產(chǎn)生大量白色沉淀CaC0₃，反應(yīng)的離子方程式為Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaC0₃↓+H₂O，
故答案為：Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaC0₃↓+H₂O．

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．