Question

9．工業(yè)上由氯氣與消石灰反應(yīng)制備漂粉精，其化學(xué)式可以用xCa（ClO）₂•yCaCl₂•zCa（OH）₂（x、y、z為簡(jiǎn)單整數(shù)）來(lái)表示．某興趣小組同學(xué)對(duì)漂粉精進(jìn)行定性、定量探究如下：
Ⅰ．證明漂粉精中含有CaCl₂
①向漂粉精固體中滴加足量濃硫酸，觀察到黃綠色氣體生成．寫出生成黃綠色氣體的化學(xué)反應(yīng)方程式：Ca（ClO）₂+CaCl₂+4H₂SO₄（濃）=2Ca（HSO₄）₂+2Cl₂↑+2H₂O
（或Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂SO₄（濃）=CaSO₄+2Cl₂↑+2H₂O）．
②將生成的黃綠色氣體緩緩?fù)ㄟ^足量堿石灰，堿石灰增重，并收集到無(wú)色氣體．推測(cè)生成氣體中除Cl₂，還含有HCl、O₂（填化學(xué)式）．
Ⅱ．證明漂粉精中含有Ca（OH）₂[已知電離常數(shù)：K_a1（H₂CO₃）＞K_a（HClO）＞K_a2（H₂CO₃）]
①將少量漂粉精溶于水后，測(cè)定其pH值為12.3．采用的測(cè)定方法可能是c（選填答案編號(hào)）．
a．使用廣泛pH試紙 b．使用精密pH試紙c．使用pH計(jì)  d．以酚酞為指示劑進(jìn)行酸堿中和滴定
②下列探究步驟的設(shè)計(jì)中，對(duì)證明該結(jié)論無(wú)意義的是a（選填答案編號(hào)）．
a．向漂粉精溶液中通入適量CO₂，測(cè)定溶液的pH值變化
b．向漂粉精溶液中加入適量碳酸氫鈉固體，測(cè)定溶液pH值變化
c．向漂粉精溶液中加入適量亞硫酸鈉固體，測(cè)定溶液pH值變化 ③
Ⅲ．測(cè)定漂粉精中有效成分的含量
【實(shí)驗(yàn)原理】ClO^-+2I^-+2H⁺=Cl^-+I₂+H₂O；  I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
【實(shí)驗(yàn)步驟】
i．稱取7.740g漂粉精固體，溶解，配成250mL溶液；
ii．量取該溶液5.00mL于錐形瓶，加入過量KI溶液、酸化，并加入指示劑；
iii．用0.100mol/L Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，記錄始末讀數(shù)；
iv．重復(fù)ii、iii操作，記錄始末讀數(shù)．
①該實(shí)驗(yàn)中要使用的定量?jī)x器除電子天平外還有滴定管、250mL容量瓶（寫名稱）．
②步驟ii中加入的指示劑為淀粉（寫名稱），當(dāng)觀察到溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變化
時(shí)，達(dá)到滴定終點(diǎn)．
③實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	1	2	3
消耗Na2S2O3體積/mL	26.90	27.00	26.95

若理論上滴定時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液27.00mL，則相對(duì)誤差為-0.185%（保留3位有效數(shù)字）．
④該漂粉精中Ca（ClO）₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（以理論值計(jì)）0.624（保留3位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 Ⅰ、①根據(jù)ClO^-和Cl^-在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成C1₂書寫；
②漂粉精固體中滴加足量濃硫酸，出發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣外，還可能生成HCl和O₂；
Ⅱ、①測(cè)定pH值為12.3的溶液應(yīng)用pH計(jì)；
②CO₂與兩者反應(yīng)均生成Ca（HCO₃）₂，無(wú)法證明，加入碳酸氫鈉可生成碳酸鈣和NaOH，Na₂SO₃雖與兩者均反應(yīng)，但最后溶液仍為較強(qiáng)堿性（NaOH），溶液pH變化較大；
Ⅲ、①配制溶液需要的計(jì)量?jī)x器有天平、滴定管以及容量瓶等；
②淀粉遇碘變藍(lán)色，可用淀粉作指示劑，滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液變?yōu)闊o(wú)色；
③根據(jù)相對(duì)誤差=$\frac{絕對(duì)誤差}{真值}$計(jì)算；
④計(jì)算滴定的平均值，結(jié)合關(guān)系式計(jì)算，關(guān)系式為ClO^-～I(xiàn)₂～S₂O₃^2-．

解答 解：Ⅰ、①向漂粉精固體中滴加足量濃硫酸，生成氯氣，反應(yīng)的方程式為Ca（C1O）₂+CaCl₂+4H₂SO₄（濃）=2Ca（HSO₄）₂+2C1₂↑+2H₂O；（或Ca（C1O）₂+CaCl₂+2H₂SO₄（濃）=2CaSO₄+2C1₂↑+2H₂O）；
故答案為：Ca（C1O）₂+CaCl₂+4H₂SO₄（濃）=2Ca（HSO₄）₂+2C1₂↑+2H₂O；（或Ca（C1O）₂+CaCl₂+2H₂SO₄（濃）=2CaSO₄+2C1₂↑+2H₂O）；
②漂粉精固體中滴加足量濃硫酸，出發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣外，CaCl₂與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生HCl，HClO分解產(chǎn)生氧氣，
故答案為：HCl、O₂；
Ⅱ、①測(cè)定pH值為12.3的溶液應(yīng)用pH計(jì)，廣泛pH試紙只能精確到0，精密pH試紙只能精確到0.5，酸堿滴定不能測(cè)量pH，故答案為：c；
②CO₂與兩者反應(yīng)均生成Ca（HCO₃）₂，無(wú)法證明其中是否有Ca（OH）₂，加入碳酸氫鈉可生成碳酸鈣和NaOH，Na₂SO₃雖與兩者均反應(yīng)，但最后溶液仍為較強(qiáng)堿性（NaOH），溶液pH變化較大，可以證明有Ca（OH）₂，
故答案為：a；
Ⅲ、①配制溶液需要的計(jì)量?jī)x器有天平、滴定管以及容量瓶等，其中滴定管可用于量取一定體積的溶液，容量瓶用來(lái)配制溶液，故答案為：滴定管、250mL容量瓶；
②反應(yīng)生成碘，淀粉遇碘變藍(lán)色，可用淀粉作指示劑，滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變化，
故答案為：淀粉，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變化；
③相對(duì)誤差=$\frac{\frac{（26.90+27.0+26.95）}{3}-27.0}{27.0}$=-0.185%，
故答案為：-0.185%；
④理論消耗Na₂S₂O₃體積為27mL，n（Na₂S₂O₃）=0.027L×0.1mol/L=0.0027mol，
由關(guān)系式ClO^-～I(xiàn)₂～S₂O₃^2-可知，n（ClO^-）=0.00135ol，則7.740g漂粉精固體中含有的m（Ca（ClO）₂）=0.000675mol×143g/mol×50=4.826g，
則該漂粉精中Ca（ClO）₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{4.826}{7.74}$×100%=62.4%，故答案為：62.4%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)含量的測(cè)定以及定性判斷，題目難度較大，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)，根據(jù)反應(yīng)的關(guān)系式計(jì)算．