Question

13．某學(xué)生對(duì)SO₂與漂粉精的反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：

操作	現(xiàn)象
取適量漂粉精固體，加入100mL水	部分固體溶解，溶液略有顏色
過(guò)濾，測(cè)漂粉精溶液的pH	pH試紙先變藍(lán)，后褪色
	液面上方出現(xiàn)白霧； 稍后，出現(xiàn)渾濁，溶液變?yōu)辄S綠色； 稍后，產(chǎn)生大量白色沉淀，黃綠色褪去

（1）寫(xiě)出C1₂和Ca（OH）₂制取漂粉精的化學(xué)方程式2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；
（2）向水中持續(xù)通入SO₂，未觀察到白霧．推測(cè)現(xiàn)象i的白霧由HCl小液滴形成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
a．用濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙檢驗(yàn)白霧，無(wú)變化；
b．用酸化的AgNO₃溶液檢驗(yàn)白霧，產(chǎn)生白色沉淀．
①實(shí)驗(yàn)a目的是驗(yàn)證Cl₂是否存在；
②由實(shí)驗(yàn)a、b不能判斷白霧中含有HC1，理由是與硝酸酸化的AgNO₃產(chǎn)生的白色沉淀也可能是Ag₂SO₄或Ag₂SO₃；
（3）將A瓶中混合物過(guò)濾、洗滌，得到沉淀X
①向沉淀X中加入稀HC1，無(wú)明顯變化．取上層清液，加入BaC1₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀．則沉淀X中含有的物質(zhì)是CaSO₄
②用離子方程式解釋現(xiàn)象iii中黃綠色褪去的原因：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-．
（4）測(cè)定漂粉精有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．稱(chēng)取2.000g漂粉精于錐形瓶中，加水溶解，調(diào)節(jié)溶液的pH，以淀粉為指示劑，用0.2000mol•L^-1 KI溶液進(jìn)行滴定，溶液出現(xiàn)穩(wěn)定淺藍(lán)色時(shí)為滴定終點(diǎn)．反應(yīng)原理為：3C1O^-+I^-═3C1^-+IO₃^-IO₃^-+5I^-+3H₂O═6OH^-+3I₂
實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示．

滴定次數(shù)	1	2	3
KI溶液體積/mL	19.98	20.02	20.00

該漂白粉中有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.15%．

Answer 1

分析 （1）Cl₂和Ca（OH）₂生成氯化鈣、次氯酸鈣與水；
（2）由現(xiàn)象可知，次氯酸鈣與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)，液面上方出現(xiàn)白霧，白霧中含有HCl，溶液中含氯離子
①反應(yīng)中生成Cl₂，用濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙檢驗(yàn)白霧中是否Cl₂，排除Cl₂干擾；
②白霧中含有SO₂，可以被硝酸氧化為硫酸，故SO₂可以使酸化的AgNO₃溶液產(chǎn)生白色沉淀；
（3）A瓶中混合物過(guò)濾、洗滌，得到沉淀X，X為CaSO₄，與鹽酸不反應(yīng)，與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀；氯氣與二氧化硫可發(fā)生氧化還原反應(yīng)
①A瓶中混合物過(guò)濾、洗滌得沉淀X，向X中加入稀HC1，無(wú)明顯變化，不含CaSO₃．取上層清液，加入BaC1₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明有SO₄^2-．故X中含有的物質(zhì)是CaSO₄；
②iii中黃綠色褪去的原因是SO₂還原了Cl₂的原因：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-；
（4）由3ClO^-+I^-=3Cl^-+IO₃^- ①、IO₃^-+5I^-+3H₂O=6OH^-+3I₂②可知，
將方程式①+②得：ClO^-+2I^-+H₂O=Cl^-+2OH^-+I₂，由滴定實(shí)驗(yàn)可知，消耗KI溶液的體積為（19.98+20.02+20.00）mL×$\frac{1}{3}$=20.00mL，
先計(jì)算次氯酸鈣的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計(jì)算；

解答 解：（1）Cl₂和Ca（OH）₂反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，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；
（2）由現(xiàn)象可知，次氯酸鈣與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)，液面上方出現(xiàn)白霧，白霧中含有HCl，溶液中含氯離子，則
a．用濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙檢驗(yàn)白霧，無(wú)變化，則沒(méi)有氯氣生成；
b．用酸化的AgNO₃溶液檢驗(yàn)白霧，產(chǎn)生白色沉淀，沉淀可能為AgCl，也可能為Ag₂SO₄或Ag₂SO₃，
①實(shí)驗(yàn)a目的是驗(yàn)證Cl₂是否存在，
故答案為：驗(yàn)證Cl₂是否存在；
②由實(shí)驗(yàn)a、b不能判斷白霧中含有HC1，理由是與硝酸酸化的AgNO₃產(chǎn)生的白色沉淀也可能是Ag₂SO₄或Ag₂SO₃，
故答案為：與硝酸酸化的AgNO₃產(chǎn)生的白色沉淀也可能是Ag₂SO₄或Ag₂SO₃；
（3）①CaSO₄與鹽酸不反應(yīng)，與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，則則沉淀X中含有的物質(zhì)是CaSO₄，
故答案為：CaSO₄；
②氯氣與二氧化硫可發(fā)生氧化還原反應(yīng)，黃綠色褪去，則離子方程式解釋現(xiàn)象iii中黃綠色褪去的原因?yàn)镾O₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-，
故答案為：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-； 
（4）由3ClO^-+I^-=3Cl^-+IO₃^- ①、IO₃^-+5I^-+3H₂O=6OH^-+3I₂②可知，
將方程式①+②得：ClO^-+2I^-+H₂O=Cl^-+2OH^-+I₂，由滴定實(shí)驗(yàn)可知，消耗KI溶液的體積為（19.98+20.02+20.00）mL×$\frac{1}{3}$=20.00mL，
設(shè)次氯酸根離子的物質(zhì)的量為x，
  ClO^-+2I^-+H₂O=Cl^-+2OH^-+I₂
1mol    2mol
x       0.2000mol•L^-1×0.020L
所以x=0.002mol，
次氯酸鈣的質(zhì)量為：143g/mol×$\frac{1}{2}$×0.002mol=0.143g，
該漂白粉中有效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 $\frac{0.143g}{2.000g}$×100%=7.15%，
故答案為：7.15%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、物質(zhì)含量的測(cè)定等，把握反應(yīng)原理及實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象分析、含量計(jì)算的關(guān)系式為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�、�?jì)算能力的綜合考查，題目難度中等．