Question

16．瑞典化學(xué)家舍勒在研究軟錳礦（主要成分是MnO₂）的過程中，將它與濃鹽酸混合加熱，產(chǎn)生了一種黃綠色、刺激性氣味的氣體氯氣．某學(xué)生使用這一原理設(shè)計如圖所示的實(shí)驗裝置，并且利用制得的氯氣與潮濕的消石灰反應(yīng)制取少量漂白粉（這是一個放熱反應(yīng)），據(jù)此回答下列問題：

（1）A儀器的名稱是，所盛試劑是，B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑．
（2）漂白粉將在U形管中產(chǎn)生，其化學(xué)方程式是2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．
（3）此實(shí)驗結(jié)果所得Ca（ClO）₂產(chǎn)率太低．經(jīng)分析并查閱資料發(fā)現(xiàn)，主要原因是在U形管中存在兩個副反應(yīng)：
6Cl₂+6Ca（OH）₂=Ca（ClO₃）₂+5CaCl₂+6H₂O、2HCl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O
①溫度較高時氯氣與消石灰反應(yīng)生成Ca（ClO₃）₂，為避免此副反應(yīng)的發(fā)生，可采取的措施是將U形管置于冷水浴中．
②試判斷另一個副反應(yīng)（寫出此反應(yīng)方程式）：2HCl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O．為避免此副反應(yīng)發(fā)生，應(yīng)采取的措施是在B、C之間增加一個飽和食鹽水洗氣裝置．
（4）漂粉精同鹽酸作用產(chǎn)生氯氣：Ca（ClO）₂+4HCl=2Cl₂↑+CaCl₂+2H₂O，該反應(yīng)中每生成1 mol Cl₂，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol，被氧化的HCl的物質(zhì)的量為1mol．有效氯是漂粉精中有效Ca（ClO）₂的含量大小的標(biāo)志．已知：
有效氯=$\frac{漂粉精加鹽酸所釋放出的氯氣的質(zhì)量}{漂粉精的質(zhì)量}$×100%，該漂粉精的有效氯為65%，則該漂粉精中Ca（ClO）₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65.5%（保留一位小數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）A儀器名稱是分液漏斗，所盛放試劑是液體濃鹽酸，加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（2）氯氣和消石灰反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣和水；
（3）兩個副反應(yīng)：度較高時氯氣與消石灰反應(yīng)生成Ca（ClO₃）₂，另一個副反應(yīng)為鹽酸和氫氧化鈣反應(yīng)；
①因為溫度高時易生成Ca（ClO₃）₂，所以避免此反應(yīng)發(fā)生可以采取降溫措施；
②裝置中無氯氣的除雜裝置，揮發(fā)出的氯化氫會和氫氧化鈣反應(yīng)；
（4）根據(jù)化合價變化計算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，根據(jù)原子守恒計算被氧化的氯化氫的量，根據(jù)氯氣和漂白精之間的關(guān)系進(jìn)行計算．

解答 解：（1）裝置中添加濃鹽酸通過分液漏斗，所以A儀器名稱是分液漏斗，加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑，
故答案為：分液漏斗；濃鹽酸；MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑；
（2）漂白粉將在U形管中產(chǎn)生，是氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣、水；其化學(xué)方程式為：2Cl₂ +2Ca（OH）₂=CaCl₂ +Ca（ClO）₂ +2H₂O；
故答案為：2Cl₂ +2Ca（OH）₂=CaCl₂ +Ca（ClO）₂ +2H₂O；
（3）兩個副反應(yīng)：度較高時氯氣與消石灰反應(yīng)生成Ca（ClO₃）₂，反應(yīng)為：6Cl₂+6Ca（OH）₂=Ca（ClO₃）₂+5CaCl₂+6H₂O，氯化氫易揮發(fā)，制取的氯氣中含有氯化氫，所以另一個副反應(yīng)為鹽酸和氫氧化鈣反應(yīng)：2HCl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O，
①溫度較高時氯氣與消石灰反應(yīng)生成Ca（ClO₃）₂，為避免此副反應(yīng)的發(fā)生，將U形管置于冷水浴中；
②置中無氯氣的除雜裝置，揮發(fā)出的氯化氫會和氫氧化鈣反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2HCl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O，為避免此副反應(yīng)發(fā)生，應(yīng)采取的措施是在B、C之間增加一個飽和食鹽水洗氣裝置，
故答案為：6Cl₂+6Ca（OH）₂=Ca（ClO₃）₂+5CaCl₂+6H₂O、2HCl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O；將U形管置于冷水浴中；2HCl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O；在B、C之間增加一個飽和食鹽水洗氣裝置；
（4）該反應(yīng)中每生成1 mol Cl₂，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=1mol×（1-0）×1=1mol，根據(jù)原子守恒知，被氧化的HCl的物質(zhì)的量為1mol，
Ca（ClO）₂+4HCl=2Cl₂↑+CaCl₂+2H₂O，根據(jù)方程式可以得到漂白精加鹽酸所釋放的氯氣的質(zhì)量=$\frac{71×2}{143}$m[Ca（ClO）₂]=99.3%×m[Ca（ClO）₂]，所以漂白精的質(zhì)量=$\frac{99.3%}{65%}$×m[Ca（ClO）₂]=152.8%×m[Ca（ClO）₂]，所以該漂粉精中Ca（ClO）₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{1}{152.8%}$=65.5%，
故答案為：1；1；65.5%．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗室制取氯氣、漂白粉的反應(yīng)原理和化學(xué)方程式的應(yīng)用，實(shí)驗過程中的反應(yīng)特征和反應(yīng)判斷，注意有效氯的計算方法，為解題難點(diǎn)，題目難度中等．