Question

研究性學習小組查閱資料得知，漂白粉與硫酸反應可以制得氯氣，化學方程式為：Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂SO₄2CaSO₄+2Cl₂↑+2H₂O．他們設計了如下制取氯氣并驗證其性質的實驗．

試回答：（1）該實驗中A部分的裝置是______（填寫裝置的序號）．

（2）（1）選項中d裝置的兩個主要的玻璃器皿的名稱分別是______、______．
（3）請你設計一個實驗，證明洗氣瓶C中的Na₂SO₃已經被氧化（簡述實驗步驟）：______．
（4）分別寫出C裝置、D裝置發生反應的離子方程式______．
（5）該實驗存在明顯的缺陷，請你從化學反應的視角提出改進的方法是______．所發生反應的化學方程式是______．
（6）該小組又進行了如下實驗：稱取漂白粉2.0g，研磨后溶解，配制成250mL溶液，取25mL加入到錐形瓶中，再加入過量的KI溶液和過量的H₂SO₄溶液，靜置．待完全反應后，用0.1mol/L的Na₂S₂O₃溶液作標準溶液滴定反應生成的碘，已知反應方程式為：
2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI 反應完成時，共用去Na₂S₂O₃ 20.0mL．則該漂白粉中Ca（ClO）₂的質量分數為______．（保留至0.01%）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據反應物的狀態及反應條件選擇發生裝置；
（2）依據d裝置儀器回答；
（3）氯氣有強氧化性，亞硫酸根離子有還原性，所以氯氣和亞硫酸根離子能發生氧化還原反應生成硫酸根離子、氯離子和氫離子；如果亞硫酸鈉被氧化會生成硫酸鈉，根據硫酸根離子的檢驗方法檢驗即可；
（4）c裝置中氯氣和亞硫酸根離子發生氧化還原反應，生成硫酸根離子和氯離子；d裝置中氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸，鹽酸能和碳酸氫根離子反應生成二氧化碳；
（5）氯氣有刺激性氣味，尾氣不能直接排空，要用尾氣處理裝置處理；
（6）可利用化學反應的定量關系式計算Na₂S₂O₃和Ca（ClO）₂的定量關系計算得到．
解答：解：（1）A部分用于制取Cl₂，根據所給Cl₂的生成反應的反應物狀態和反應是否需要加熱選擇氣體發生裝置，應選屬于“固+液氣”型的b，故答案為：b；
（2）d裝置的兩個主要的玻璃器皿為圓底燒瓶和分液漏斗，故答案為：分液漏斗；圓底燒瓶；
（3）Na₂SO₃氧化的產物為Na₂SO₄，確定存在SO₄^2-即可證明Na₂SO₃已部分被氧化．檢驗時，應取C中溶液少許于潔凈試管中，先加稀HCl至不再產生氣體以排除SO₃^2-的干擾，然后再加入BaCl₂溶液，若產生白色沉淀，則證明Na₂SO₃已部分被氧化，
故答案為：取少量溶液置于潔凈的試管中，向其中滴加稀鹽酸至不再產生氣體，再向其中滴入氯化鋇溶液，若產生白色沉淀，證明亞硫酸鈉被氧化；
（4）C裝置中是氯氣通入亞硫酸鈉溶液中發生的反應，亞硫酸鈉具有還原性被氯氣氧化為硫酸鈉，反應的兩種方程式為：Cl₂+H₂O+SO₃²ˉ=SO₄²ˉ+2Clˉ+2H⁺；進入D的Cl₂與水反應的離子方程式為Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，HCl能與NaHCO₃反應，離子方程式為H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O，HClO因酸性比H₂CO₃弱而不能與NaHCO₃反應，Cl₂+H₂O═H⁺+Cl^-+HClO；H⁺+HCO₃^-═CO₂↑+H₂O；或HCO₃ˉ+Cl₂=HClO+CO₂↑+Cl^-，
故答案為：Cl₂+H₂O+SO₃²ˉ=SO₄²ˉ+2Clˉ+2H⁺；Cl₂+H₂O═H⁺+Cl^-+HClO；H⁺+HCO₃^-═CO₂↑+H₂O；或HCO₃ˉ+Cl₂=HClO+CO₂↑+Cl^-；
（5）NaHCO₃吸收Cl₂的能力有限，在D裝置后增加一個尾氣吸收裝置，應將尾氣通入NaOH溶液中，反應的化學方程式為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：在D裝置后增加一個尾氣吸收裝置，應將尾氣通入NaOH溶液中；Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O；
（5）關系式Ca（ClO）₂～2Cl₂～2I₂～4Na₂S₂O₃，
n[Ca（ClO）₂]=n（Na₂S₂O₃）=20.0 mL×10^-3 L?mL^-1×0.1 mol?L^-1×=0.005 mol，
Ca（ClO）₂%=×100%=35.75%，
故答案為：35.75%．
點評：本題考查較為綜合，反應裝置選擇，物質檢驗方法和反應離子方程式的書寫，注意亞硫酸根離子的檢驗首先要排除硫酸根離子的干擾，易錯點為（6），注意根據關系式法計算，題目難度中等．