Question

【題目】某興趣小組模擬工業(yè)制漂白粉，設(shè)計(jì)了下列圖5的實(shí)驗(yàn)裝置。已知：①氯氣和堿反應(yīng)放出熱量。②6Cl2+6Ca(OH)25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O。

回答下列問(wèn)題：

（1）甲裝置中儀器a的名稱(chēng)是_______，MnO2在反應(yīng)中所起的作用是（填“氧化劑”或“還原劑”）______________。

（2）裝置乙中飽和食鹽水的作用是____________________________。

（3）①制取漂白粉的化學(xué)方程式是____________________________。

②該小組制得的漂白粉中n(CaCl2) 遠(yuǎn)大于n[Ca(ClO)2]，其主要原因是_________。

③為提高Ca(ClO)2的含量，可采取的措施是_______________（任寫(xiě)一種即可）。

（4）漂白粉應(yīng)密封保存，原因是______________________（用化學(xué)方程式表示）。

Answer 1

【答案】分液漏斗 氧化劑 除去氯氣中混有的氯化氫 2Cl2+2 Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 氯氣和堿反應(yīng)會(huì)放出熱量，導(dǎo)致溫度升高，發(fā)生了副反應(yīng)：6Cl2+6 Ca(OH)25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O 將丙裝置浸在盛有冷水的水槽中或控制氯氣產(chǎn)生速率 Ca(ClO)2 +CO2+H2O= CaCO3+2HClO

【解析】

模擬工業(yè)制漂白粉:裝置A制取Cl2，a為分液漏斗，可以控制加入的濃鹽酸，圓底燒瓶中盛放二氧化錳，反應(yīng)的方程式為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O，HCl易揮發(fā)，制得的氯氣中含有氯化氫，可以用食鹽水來(lái)除雜，乙裝置除去氯氣中的氯化氫，丙裝置Cl2與Ca(OH)2的反應(yīng)制漂白粉，Cl2有毒，需進(jìn)行尾氣處理，裝置丁吸收多余的氯氣。
(1)根據(jù)儀器的特征以及常見(jiàn)儀器的名稱(chēng)解答；MnO2與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂、氯氣與水，MnO2是氧化劑；
(2)HCl易揮發(fā)，制得的氯氣中含有氯化氫，可以用食鹽水來(lái)除雜；
(3)①漂白粉的主要成分是次氯酸鈣Ca(ClO)2和氯化鈣，氯氣與石灰乳反應(yīng)產(chǎn)物是氯化鈣、次氯酸鈣和水；
②根據(jù)氯氣和堿反應(yīng)放出熱量，溫度稍高即發(fā)生副反應(yīng)6Cl2+6 Ca(OH)25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O進(jìn)行判斷；
③因?yàn)闇囟雀邥r(shí)易生成Ca(ClO3)2，所以避免此反應(yīng)發(fā)生可以采取降溫措施或控制反應(yīng)避免反應(yīng)放熱瞬時(shí)升高；
(4)漂白粉有效成分為次氯酸鈣，能夠與空氣中的二氧化碳反應(yīng)而導(dǎo)致變質(zhì)。

(1)甲裝置中儀器a具有球形特征，有玻璃活塞，在該實(shí)驗(yàn)中，可以控制加入的濃鹽酸，為分液漏斗，裝置A制取Cl2，反應(yīng)的方程式為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O，反應(yīng)中，MnO2中Mn元素化合價(jià)降低（+4→+2），MnO2為氧化劑，
因此，本題正確答案是：分液漏斗；氧化劑；
(2)濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)過(guò)程中會(huì)發(fā)出氯化氫氣體，氯化氫在氯化鈉飽和溶液中易溶，而氯氣難溶，通過(guò)飽和食鹽水的作用是除去Cl2中混有的HCl氣體，
因此，本題正確答案是：除去氯氣中混有的氯化氫；
(3)①漂白粉的主要成分是次氯酸鈣Ca(ClO)2和氯化鈣，將氯氣通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉，同時(shí)有水生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，
因此，本題正確答案是：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；
②氯氣和堿反應(yīng)會(huì)放出熱量，導(dǎo)致溫度升高，當(dāng)溫度低時(shí)，氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和次氯酸鈣和水；當(dāng)溫度高時(shí)，發(fā)生了副反應(yīng)： 6Cl2+6 Ca(OH)25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O，所以制得的漂白粉中n(CaCl2) 遠(yuǎn)大于n[Ca(ClO)2]，
因此，本題正確答案是：氯氣和堿反應(yīng)會(huì)放出熱量，導(dǎo)致溫度升高，發(fā)生了副反應(yīng)：6Cl2+6 Ca(OH)25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O；

③溫度較高時(shí)氯氣與消石灰反應(yīng)生成Ca(ClO3)2，為避免此副反應(yīng)的發(fā)生，用冰水或冷水冷卻，或控制氯氣產(chǎn)生速率，通過(guò)控制反應(yīng)速率，避免反應(yīng)放熱瞬時(shí)升高，
因此，本題正確答案是：將丙裝置浸在盛有冷水的水槽中或控制氯氣產(chǎn)生速率；
(4)漂白粉有效成分為次氯酸鈣，HClO雖是強(qiáng)氧化性的酸，但它是比碳酸還弱的酸，受空氣中的水、CO2作用而導(dǎo)致變質(zhì)，生成CaCO3和HClO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca(ClO)2 +CO2+H2O= CaCO3+2HClO，所以漂白粉應(yīng)密封保存，
因此，本題正確答案是： Ca(ClO)2 +CO2+H2O= CaCO3+2HClO。