Question

【題目】某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)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：①二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)可制備氯氣，同時(shí)生成MnCl2；

②氯氣和堿的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。溫度較高時(shí)，氯氣和堿還能發(fā)生如下反應(yīng)：3Cl2＋6NaOH 5NaCl＋NaClO3＋3H2O

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(shí)驗(yàn)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(shí)，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(rèn)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(shí)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(shí)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(jìn)。請你給出一種改進(jìn)方法___。

Answer 1

【答案】除去氯氣中混有的氯化氫 AB Ca(ClO3)2 0.5 將丙裝置浸在盛有冷水的水槽中

【解析】

裝置甲用于制取氯氣，利用濃鹽酸制取的氯氣中常含有HCl氣體，需要除雜，利用飽和食鹽水除去氯氣中的HCl，氯氣與石灰乳反應(yīng)制取漂白粉，最后用NaOH溶液吸收尾氣。

(1) ①利用濃鹽酸制取的氯氣中常含有HCl氣體，HCl也會(huì)與Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，使得有效成分含量降低，需要除雜，乙裝置的作用就是用于除去氯氣中的HCl；

答案是除去氯氣中混有的氯化氫；

②A. 若產(chǎn)物為NaClO3、NaCl，化學(xué)方程式6NaOH＋3Cl2=5NaCl＋NaClO3＋3H2O，根據(jù)方程式可知，氯氣化合價(jià)升高得到NaClO3，只有0.5mol，而氯氣化合價(jià)降低得到NaCl有2.5mol；氧化劑、還原劑均為氯氣，其物質(zhì)的量之比為2.5:0.5=5:1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B. 濃鹽酸和MnO2反應(yīng)體系中導(dǎo)出的氣體中含氯氣和HCl，氯氣與NaOH反應(yīng)生成NaClO和NaCl的方程式2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O，NaClO和NaCl的物質(zhì)的量之比為1：1，但是HCl也會(huì)與NaOH反應(yīng)生成NaCl，因此比例不再是1：1，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C．不管是NaCl、NaClO還是NaClO3中，Na和Cl的比例均為1：1，1mol氯氣中含有2molCl原子，根據(jù)原子守恒，則NaOH和Cl2的比例為1：2，C項(xiàng)正確；

答案為AB；

(2)①反應(yīng)剛開始的時(shí)候，氯氣與Ca(OH)2生成Ca(ClO)2，溶液的溫度并不高，雖然反應(yīng)放熱，溫度逐漸升高，氯氣與Ca(OH)2反應(yīng)生成Ca(ClO3)2，所以曲線Ⅱ表示的是Ca(ClO3)2的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的關(guān)系；

答案為Ca(ClO3)2；

②根據(jù)圖像可知，Ca(ClO)2的物質(zhì)的量為0.1mol，Ca(ClO3)2的物質(zhì)的量為0.05mol，根據(jù)化學(xué)方程式2Ca(OH)2＋2Cl2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，6Ca(OH)2＋6Cl2=5CaCl2＋Ca(ClO3)2＋6H2O，則總共消耗Ca(OH)2的物質(zhì)的量為0.1mol×2＋0.05mol×6=0.5mol；

答案為0.5；

(3)要提高Ca(ClO)2的產(chǎn)率，就需要控制反應(yīng)的溫度，可以將裝置丙放入冰水中；

答案是將丙裝置浸在盛有冷水的水槽中。