Question

4．某化學興趣小組在實驗室設(shè)計了下列實驗裝置制取漂白粉．請回答下列問題：

（1）書寫實驗室制備氯氣化學方程MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）圖甲中滴加濃鹽酸的裝置名稱分液漏斗，乙裝置的作用是除去Cl₂中混有的HCl氣體．
（3）若用含有0.4mol HCl的濃鹽酸與足量的MnO₂反應(yīng)制氯氣，制得的氯氣體積（標準狀況下）總是小于2.24L 的原因是隨著反應(yīng)的進行或鹽酸揮發(fā)，鹽酸濃度變稀將不再反應(yīng)．
（4）漂白粉的有效成分的名稱是Ca（ClO）₂，漂白粉在空氣中長期放置失效的化學方程Ca（ClO）₂+C0₂+H₂0=2HClO+CaC0₃、2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl+0₂↑．
（5）該興趣小組用100mL 12mol/L鹽酸與8.7g MnO₂制備氯氣，并將所得氯氣與過量的石灰乳反應(yīng)，則理論上最多可制得12.7g漂白粉．

Answer 1

分析 （1）實驗室制取氯氣是用濃鹽酸和二氧化錳發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，結(jié)合配平寫出；
（2）滴加濃鹽酸的裝置名稱為分液漏斗，飽和食鹽水的主要作用是除去氯氣中的氯化氫氣體；
（3）依據(jù)MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O隨著反應(yīng)的進行或鹽酸揮發(fā)，鹽酸濃度變稀將不再反應(yīng)，據(jù)此分析；
（4）漂白粉的有效成分是Ca（ClO）₂，次氯酸酸性小于碳酸，根據(jù)強酸制取弱酸分析漂白粉長時期露至在空氣中失效的原因；
（5）依據(jù)MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；2Cl₂+2Ca（OH）₂═CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，結(jié)合定量關(guān)系計算理論值．

解答 解：（1）實驗室制取氯氣是用濃鹽酸和二氧化錳發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)的化學方程式為：
MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）滴加濃鹽酸的裝置名稱為分液漏斗，濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)過程中會發(fā)出氯化氫氣體，所以通過飽和食鹽水的作用是除去Cl₂中混有的HCl氣體；故答案為：分液漏斗；除去Cl₂中混有的HCl氣體；
（3）依據(jù)MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O隨著反應(yīng)的進行或鹽酸揮發(fā)，鹽酸濃度變稀將不再反應(yīng)，所以鹽酸有過剩，則制得的氯氣體積（標準狀況下）總是小于2.24L；故答案為：隨著反應(yīng)的進行或鹽酸揮發(fā)，鹽酸濃度變稀將不再反應(yīng)；
（4）工業(yè)上利用消石灰和氯氣反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣和水的反應(yīng)制備漂白粉，反應(yīng)的化學方程式為2Ca（OH）₂+2Cl₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，
次氯酸鈣能和酸反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以漂白粉的有效成分是Ca（ClO）₂，次氯酸酸性小于碳酸，次氯酸鈣和二氧化碳、水反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸不穩(wěn)定，光照易分解，導致漂白粉失效，反應(yīng)方程式為Ca（ClO）₂+C0₂+H₂0=2HClO+CaC0₃、2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl+0₂↑，
故答案為：Ca（ClO）₂+C0₂+H₂0=2HClO+CaC0₃；2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl+0₂↑；
（5）足量的濃鹽酸與8.7g MnO₂制備氯氣，并將所得氯氣與過量的石灰乳反應(yīng)，則理論上最多可制得Ca（ClO）₂；可以依據(jù)反應(yīng)MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；2Cl₂+2Ca（OH）₂═CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，得到定量關(guān)系：8.7g MnO₂物質(zhì)的量為0.1mol；
2MnO₂～CaCl₂～Ca（ClO）₂
2        1      1
0.1mol 0.05mol  0.05mol
所以理論上最多可制得Ca（ClO）₂ 質(zhì)量=0.05mol×143g/mol=7.15g，CaCl₂ 質(zhì)量=0.05mol×111g/mol=5.55g，所以理論上最多可制得7.15+5.55=12.7g漂白粉；故答案為：12.7．

點評 本題考查了氯氣的實驗是制備和工業(yè)制備，實驗過程注意問題，反應(yīng)化學方程式的書寫，漂白粉的制取條件，化學方程式的計算應(yīng)用，題目難度中等．