Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸、二氧化錳共熱制氯氣，并用制得的氯氣和氫氧化鈣制取少量漂粉精�，F(xiàn)已知反應(yīng)：2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O是放熱反應(yīng)。溫度稍高會(huì)發(fā)生副反應(yīng)：6Cl2+6Ca(OH)2=Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O。

現(xiàn)有3個(gè)同學(xué)分別設(shè)計(jì)的3套實(shí)驗(yàn)裝置如圖：

（1）C裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：___，E裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：___。

（2）請(qǐng)從以下幾個(gè)方面對(duì)甲乙丙3套實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)作出評(píng)價(jià)，并將符合題目要求的選項(xiàng)的序號(hào)填在表中空格中。___

a．不容易控制反應(yīng)速率 b．容易控制反應(yīng)速率

c．有副反應(yīng)發(fā)生 d．可防止副反應(yīng)發(fā)生

e．污染環(huán)境 f．可防止污染環(huán)境

	優(yōu)點(diǎn)	缺點(diǎn)
甲裝置
乙裝置
丙裝置

（3）上述裝置中甲由A、B兩部分組成，乙由C、D、E三部分組成，丙由F、G兩部分組成，請(qǐng)從上述裝置中選取合理的部分，組裝一套較完整的實(shí)驗(yàn)裝置，裝置各部分的連接順序是___（按氣流流動(dòng)的方向）。該組合中還缺少的裝置是___（用文字說明），需要該裝置的原因是___。

（4）實(shí)驗(yàn)室若用16mol/L的鹽酸100mL與足量的二氧化錳反應(yīng)，理論上最終生成的次氯酸鈣的物質(zhì)的量最多不超過___mol。

Answer 1

【答案】MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O Cl2+2NaOH＝NaClO+NaCl+H2O

	優(yōu)點(diǎn)	缺點(diǎn)
甲裝置	d	a、e
乙裝置	f	a、c
丙裝置	b	c、e

FBE 還缺少除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)的裝置 因?yàn)槁然瘹淇梢耘cCa(OH)2和Ca(ClO)2反應(yīng) 0.2

【解析】

（1）C裝置為實(shí)驗(yàn)室利用二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下制備氯氣的反應(yīng)；氯氣有毒，E裝置為尾氣吸收裝置；

（2）根據(jù)已知條件分析，溫度稍高時(shí)發(fā)生副反應(yīng)生成Ca(ClO3)2會(huì)導(dǎo)致Ca(ClO)2產(chǎn)率下降，所以反應(yīng)應(yīng)在較低的溫度下進(jìn)行，由于反應(yīng)使用的原料之一是氯氣，氯氣有毒會(huì)污染環(huán)境，需要進(jìn)行后續(xù)處理，據(jù)此分析解答，選取合適的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，需要3個(gè)優(yōu)點(diǎn)考慮，能控制反應(yīng)速率，一定程度上防止副反應(yīng)的發(fā)生，最后有尾氣處理裝置；（3）結(jié)合氯氣制備，漂白粉制備反應(yīng)條件，尾氣吸收的規(guī)范操作連接順序，制備氯氣會(huì)混有氯化氫雜質(zhì)氣體，會(huì)影響后續(xù)反應(yīng)，需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)除去；
（4）依據(jù)化學(xué)方程式，找出目標(biāo)物質(zhì)與已知物質(zhì)之間的關(guān)系式利用物質(zhì)的量之間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算；

（1）C裝置中濃鹽酸、二氧化錳共熱制氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O；E裝置為尾氣吸收裝置，氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cl2+2NaOH＝NaClO+NaCl+H2O，

故答案為：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O；Cl2+2NaOH＝NaClO+NaCl+H2O；

（2）根據(jù)上述分析可知：

甲裝置，優(yōu)點(diǎn)：制取漂白粉的反應(yīng)在冷水浴中進(jìn)行，可以減少副反應(yīng)的發(fā)生，缺點(diǎn)：沒有尾氣處理裝置，所以會(huì)污染環(huán)境，同時(shí)制取氯氣時(shí)采用直接加熱的方式，對(duì)反應(yīng)是不容易控制的；

乙裝置，優(yōu)點(diǎn)：NaOH溶液可以吸收反應(yīng)多余的Cl2，不會(huì)污染環(huán)境；缺點(diǎn)：制取漂白粉的反應(yīng)未在冷水浴中進(jìn)行，有副反應(yīng)的發(fā)生，且制取氯氣時(shí)也是直接采用加熱的方式，對(duì)反應(yīng)也是不易控制的；

丙裝置，優(yōu)點(diǎn)：使用了分液漏斗可滴加濃鹽酸，可以有效地控制制取氯氣的速率；缺點(diǎn)：制取漂白粉的反應(yīng)未在冷水浴中進(jìn)行，有副反應(yīng)的發(fā)生，且最終也沒有尾氣處理裝置。

根據(jù)分析，將符合題目要求的選項(xiàng)的序號(hào)填在表中空格為：

	優(yōu)點(diǎn)	缺點(diǎn)
甲裝置	d	a、e
乙裝置	f	a、c
丙裝置	b	c、e

（3）選取合適的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)合（2）中的3個(gè)裝置優(yōu)點(diǎn)可知組成的裝置應(yīng)該滿足：能控制反應(yīng)速率、一定程度上防止副反應(yīng)的發(fā)生、最后有尾氣處理裝置，使用應(yīng)選取裝置B、E、F，F為反應(yīng)裝置，B為中間處理的裝置，E為尾氣處理裝置，所以連接順序?yàn)?/span>FBE；濃鹽酸易揮發(fā)，制取的氯氣中含有的HCl可以與Ca(OH)2和Ca(ClO)2反應(yīng)，影響了制備效率，則該組合中還缺少除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)的裝置，故答案為：FBE；還缺少除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)的裝置；因?yàn)槁然瘹淇梢耘cCa(OH)2和Ca(ClO)2反應(yīng)；

（4）實(shí)驗(yàn)室若用16mol/L的鹽酸100mL與足量的二氧化錳反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)為：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O、2Cl2+2Ca(OH)2＝CaCa(ClO)2+CaCl2+2H2O，理論上反應(yīng)生成次氯酸鈣的定量關(guān)系，100mL 16mol/L的鹽酸中n（HCl）＝0.1L×16mol/L＝1.6mol，

8HCl～2Cl2～Ca Ca(ClO)2，

8 1

1.6mol 0.2mol

濃鹽酸和足量二氧化錳反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行濃鹽酸變?yōu)橄←}酸反應(yīng)停止，即HCl不會(huì)完全轉(zhuǎn)化成氯氣，則理論上最終生成的次氯酸鈣的物質(zhì)的量最多不超過0.2mol，故答案為：0.2。