Question

【題目】某化學(xué)興趣小組在實驗室制取漂白粉，并探究氯氣與石灰乳反應(yīng)的條件和產(chǎn)物。

已知：氯氣和堿的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。溫度較高時，氯氣和堿還能發(fā)生如下反應(yīng)：3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O

該興趣小組設(shè)計了下列實驗裝置，進行實驗。請回答下列問題：

(1)①甲裝置用于制備氯氣，乙裝置的作用是_________。

②實驗室用足量NaOH溶液吸收從濃鹽酸和MnO2反應(yīng)體系中導(dǎo)出的氣體。當(dāng)吸收溫度不同時，生成的產(chǎn)物可能是NaClO、NaClO3、NaCl中的兩種或三種。下列說法不正確的是__。(填字母)

A 若產(chǎn)物為NaClO3、NaCl，則參加反應(yīng)的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶5

B 若產(chǎn)物為NaClO、NaCl，則吸收后的溶液中n(NaClO)=n(NaCl)

C 若產(chǎn)物為NaClO、NaClO3、NaCl，則NaOH與Cl2相互反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為2∶1

(2)小組成員發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)物中Ca(ClO)2的質(zhì)量明顯小于理論值。他們討論后認為，其可能原因是部分氯氣未與石灰乳反應(yīng)而逸出，以及溫度升高。為了探究反應(yīng)條件對產(chǎn)物的影響，他們另取一定量的石灰乳，緩慢勻速地通入足量氯氣，得出了Ca(ClO)2、Ca(ClO3)2兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量(n)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系曲線，粗略表示為下圖(不考慮氯氣和水的反應(yīng))。

①圖中曲線II表示____(填物質(zhì)的化學(xué)式)的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變化的關(guān)系；

②所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物質(zhì)的量為____mol；

(3)為了提高Ca(ClO)2的產(chǎn)率，可對丙裝置作適當(dāng)改進。請你給出一種改進方法____。

Answer 1

【答案】除去氯氣中混有的氯化氫 AB Ca（ClO3）2 0.25 將丙裝置浸在盛有冷水的水槽中

【解析】

(1)①飽和食鹽水的主要作用是除去氯氣中的氯化氫氣體；

②A．根據(jù)方程式：3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O可知，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為5：1l；

B．導(dǎo)出的氣體含氯氣、HCl，而氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的次氯酸和鹽酸；

C．NaOH與Cl2相互反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉、氯酸鈉，由組成可知鈉與氯的物質(zhì)的量之比為1：1；

(2)①當(dāng)溫度低時，氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和次氯酸鈣；當(dāng)溫度高時，生成氯酸鈣和氯化鈣，根據(jù)溫度高低來判斷屬于哪種離子；

②根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等計算氯離子的物質(zhì)的量，然后根據(jù)含氯化合物中鈣離子和陰離子的個數(shù)比計算氫氧化鈣的物質(zhì)的量；

(3)根據(jù)題中信息，在高溫度下發(fā)生副反應(yīng)，可以把丙裝置放入冰水中。

(1)①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；

②A．根據(jù)方程式：3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O可知，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為5：1；故A錯誤；

B．導(dǎo)出的氣體含氯氣、HCl，而氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的次氯酸和鹽酸，所以則吸收后的溶液中n(ClO-)＜n(Cl-)，故B錯誤；

C．NaOH與Cl2相互反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉、氯酸鈉，由組成可知鈉與氯的物質(zhì)的量之比為1：1，所以NaOH與Cl2相互反應(yīng)的物質(zhì)的量之比一定為2：1，故C正確。

故選AB；

(2)①當(dāng)溫度低時，氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和次氯酸鈣；當(dāng)溫度高時，生成氯酸鈣和氯化鈣，剛開始反應(yīng)時，溫度較低，氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和次氯酸鈣，所以圖2中曲線I表示離子ClO-的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變化的關(guān)系，圖中曲線II表示Ca(ClO3)2的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變化的關(guān)系；

②根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等計算Cl-的物質(zhì)的量，設(shè)被還原的氯離子的物質(zhì)的量為n，則n×1=0.10mol×1+0.05mol×5=0.35mol，含氯離子的物質(zhì)的量為：0.35mol+0.1mol+0.05mol=0.5mol，氯化鈣、次氯酸鈣、氯酸鈣中鈣離子和含氯離子的個數(shù)比為1：2，所以所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物質(zhì)的量為0.25mol；

(3)由于反應(yīng)在高溫度下發(fā)生副反應(yīng)，所以改進措施可以把丙裝置放入冰水中，避免發(fā)生3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O。