Question

通常情況下，氯氣是一種黃綠色、有刺激性氣味的有毒氣體，能與堿反應(yīng)生成鹽和水．某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室制取氯氣，并探究氯氣與石灰乳反應(yīng)的條件和產(chǎn)物．已知：
①二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣的反應(yīng)：MnO₂+4HCl

高溫  .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
②氯氣和石灰乳的反應(yīng)：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，該反應(yīng)放熱．
溫度較高時(shí)，氯氣和石灰乳還能發(fā)生如下反應(yīng)：
6Cl₂+6Ca（OH）₂=5CaCl₂+Ca（ClO₃）₂+6H₂O
該興趣小組設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）①裝置乙的作用是除去揮發(fā)出來(lái)的氯化氫氣體，裝置丁的作用是

 

．
②該興趣小組用足量濃鹽酸與8.7gMnO₂制備氯氣，并將所得氯氣與過(guò)量的石灰乳反應(yīng)，則理論上最多可制得Ca（ClO）₂

 

g（請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）．
（2）小組成員發(fā)現(xiàn)，在裝置氣密性良好的前提下，產(chǎn)物中Ca（ClO）₂的質(zhì)量明顯小于理論值．你認(rèn)為可能的原因是

 

．
（3）為了提高Ca（ClO）₂的產(chǎn)率，可對(duì)丙裝置作適當(dāng)改進(jìn)．請(qǐng)你給出一種改進(jìn)方法：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,氣體的凈化（除雜）,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：科學(xué)探究

分析：（1）根據(jù)信息分析：飽和食鹽水的主要作用是除去氯氣中的氯化氫氣體；氫氧化鈉溶液在裝置末，主要是尾氣處理，防止有毒氣體氯氣污染環(huán)境；依據(jù)MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；2Cl₂+2Ca（OH）₂═CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，結(jié)合定量關(guān)系計(jì)算理論值；
（2）根據(jù)實(shí)際的反應(yīng)分析氯氣反應(yīng)的程度或結(jié)合信息分析氯氣發(fā)生的反應(yīng)等分析；
（3）依據(jù)信息反應(yīng)在高溫度下發(fā)生副反應(yīng)，分析改進(jìn)措施．

解答：解：（1）①由于氯氣是有毒的氣體，因此燒杯中的氫氧化鈉溶液是吸收過(guò)量氯氣，避免排放到空氣中污染環(huán)境，進(jìn)行尾氣處理；
②足量的濃鹽酸與8.7g MnO₂制備氯氣，并將所得氯氣與過(guò)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）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；2Cl₂+2Ca（OH）₂═CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，設(shè)生成Ca（ClO）₂的為x，
根據(jù)兩個(gè)化學(xué)方程式，可得關(guān)系式
2MnO₂～Ca（ClO）₂
174     143
8.7g    x

174

143

=

8.7g

x

  x=7.15g；
故答案為：進(jìn)行尾氣處理；7.15；
（2）在反應(yīng)過(guò)程中部分氯氣未與石灰乳反應(yīng)而逸出導(dǎo)致產(chǎn)物中Ca（ClO）₂的質(zhì)量明顯小于理論值或溫度較高時(shí)發(fā)生了反應(yīng)生成Ca（ClO）₂；
故答案為：部分氯氣未與石灰乳反應(yīng)而逸出或溫度較高時(shí)發(fā)生了反應(yīng)生成Ca（ClO）₂；（合理答案即可）
（3）依據(jù)信息反應(yīng)在高溫度下發(fā)生副反應(yīng)，所以改進(jìn)措施可以把丙裝置放入冰水中，避免發(fā)生反應(yīng)，6Cl₂+6Ca（OH）₂=5CaCl₂+Ca（ClO₃）₂+6H₂O；
故答案為：將丙裝置置于裝有冷水的容器中．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了氯氣的實(shí)驗(yàn)是制備和工業(yè)制備，實(shí)驗(yàn)過(guò)程注意問(wèn)題，反應(yīng)化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，漂白粉的制取條件，化學(xué)方程式的計(jì)算應(yīng)用，題目難度中等．