Question

14．漂白粉的主要成分為次氯酸鈣[Ca（ClO）₂]和氯化鈣，既可用作漂白劑，又可用作消毒劑．漂白粉中有效成分是[Ca（ClO）₂]，漂白的原理是：Ca（ClO）₂在空氣中發(fā)生反應(yīng)
Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+2HClO；HClO是一種酸性比鹽酸弱的酸，不穩(wěn)定，易分解生成HCl和一種常見的單質(zhì)氣體．HClO具有漂白性，能使品紅等有色物質(zhì)褪色．
【漂白粉制取的研究】
有人提出可以利用海水（含NaCl）和石灰石為原料制取漂白粉，該方法流程如圖1：

（1）⑤中的反應(yīng)是2Ca（OH）₂+2Cl₂═CaCl₂+Ca（ClO）₂+2X，X的化學(xué)式為H₂O，其中Ca（ClO）₂中氯元素的化合價(jià)為+1．
（2）實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，反應(yīng)⑤的反應(yīng)物Ca（OH）₂最好用石灰乳，（填“飽和石灰水”或“石灰乳”）并不斷攪拌．
【定性研究】
有一包長(zhǎng)時(shí)間放置的漂白粉，想知道該漂白粉是否變質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了下列探究實(shí)驗(yàn)．
【提出問題】長(zhǎng)時(shí)間放置的漂白粉是否變質(zhì)？
【猜    想】
猜想1：該漂白粉未變質(zhì)，固體成分為CaCl₂、Ca（ClO）₂；
猜想2：該漂白粉部分變質(zhì)，固體成分為CaCl₂、Ca（ClO）₂ CaCO₃；
猜想3：該漂白粉全部變質(zhì)，固體成分為CaCl₂、CaCO₃．
【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取少量樣品于試管中，滴加足量的稀鹽酸．	有氣體產(chǎn)生，氣體使石灰水變渾濁．	猜想2成立
②在上述反應(yīng)后的試管中加少量品紅溶液．	紅色變淺或消失．

【定量研究】
已知漂白粉有效成分能與濃鹽酸發(fā)生如下反應(yīng)Ca（ClO）₂+4HCl═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O，某同學(xué)通過查閱資料，設(shè)計(jì)一個(gè)最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，測(cè)定漂白粉有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【資料】Cl₂能溶于水，但在飽和食鹽水中的溶解性非常�。畬�(shí)驗(yàn)條件下Cl₂的密度為3.17g/L．
【實(shí)驗(yàn)探究】
（3）甲同學(xué)準(zhǔn)確稱取0.5g漂白粉樣品，檢查裝置氣密性后裝入如圖2A中，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，量筒內(nèi)收集到89.6mL食鹽水．據(jù)此計(jì)算，此樣品中有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計(jì)算過程，計(jì)算過程中，保留3位小數(shù)，結(jié)果精確到0.1%）

（4）在讀取量筒的刻度數(shù)時(shí)，應(yīng)注意①視線與凹液面最低點(diǎn)應(yīng)齊平；②裝置內(nèi)氣體應(yīng)恢復(fù)至室溫；③B、C兩儀器內(nèi)的液面應(yīng)齊平．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，此裝置存在著明顯的不足：ABC（填序號(hào)）
A沒有考慮到鹽酸占據(jù)的體積對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響．
B沒有考慮到殘留在導(dǎo)管中的液體和導(dǎo)管本身的體積對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響．
C沒有考慮到氯氣中可能混有的二氧化碳?xì)怏w對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響
D沒有考慮到氯氣中可能混有的氯化氫氣體對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響．

Answer 1

分析 【漂白粉制取的研究】
化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變，原子的種類、總個(gè)數(shù)不變；
化合物中元素的化合價(jià)代數(shù)和為零；
氫氧化鈣的溶解度很小；
【實(shí)驗(yàn)探究】
碳酸鈣能夠稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳；
次氯酸能使品紅試液褪色；
【實(shí)驗(yàn)探究】
鹽酸占據(jù)的體積、殘留在導(dǎo)管中的液體和導(dǎo)管本身的體積、氯氣中可能混有的二氧化碳?xì)怏w等對(duì)測(cè)定結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響．

解答 解：【漂白粉制取的研究】
（1）由2Ca（OH）₂+2Cl₂═CaCl₂+Ca（ClO）₂+2X和質(zhì)量守恒定律可知，每個(gè)X中含有2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子，X是水，水的化學(xué)式可以表示為H₂O；
設(shè)氯元素的化合價(jià)為x，
根據(jù)題意有：（+2）+x×2+（-2）×2=0，
x=+1；
（2）實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，因?yàn)槭�灰乳中比石灰水中含有更多的氫氧化鈣，所以反應(yīng)⑤的反應(yīng)物Ca（OH）₂最好用石灰乳并不斷攪拌．
故填：H₂O；+1；石灰乳．
【實(shí)驗(yàn)探究】
實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下表所示：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取少量樣品于試管中，滴加足量的稀鹽酸．	有氣體產(chǎn)生，氣體使石灰水變渾濁．	猜想2成立
②在上述反應(yīng)后的試管中加少量品紅溶液．	紅色變淺或消失．

【實(shí)驗(yàn)探究】
（3）設(shè)Ca（ClO）₂的質(zhì)量為y，
反應(yīng)產(chǎn)生氯氣的質(zhì)量為：3.17g/L×0.0896L=0.284g，
Ca（ClO）₂+4HCl═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O，
  143                 142
   y                 0.284g
$\frac{143}{y}$=$\frac{142}{0.284g}$，
y=0.286g，
此樣品中有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.286g}{0.5g}$×100%=57.2%，
（4）在讀取量筒的刻度數(shù)時(shí)，應(yīng)注意①視線與凹液面最低點(diǎn)應(yīng)齊平；②裝置內(nèi)氣體應(yīng)恢復(fù)至室溫；③B、C兩儀器內(nèi)的液面應(yīng)齊平；
（5）此裝置存在著明顯的不足是：沒有考慮到鹽酸占據(jù)的體積對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，沒有考慮到殘留在導(dǎo)管中的液體和導(dǎo)管本身的體積對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，沒有考慮到氯氣中可能混有的二氧化碳?xì)怏w對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響．
故答案為：57.2%；B、C兩儀器內(nèi)的液面應(yīng)齊平；ABC．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．