Question

【题目】含氯化合物在工农业生产和日常生活中有着广泛的用途。

(1)工业上用氯气制备漂白粉，某研究小组利用下列装置制备漂白粉。

①漂白粉的有效成分是_____________（填化学式）。漂白粉放置在空气中一段时间后会失效，原因是（写出有关反应的化学方程式）________________________。

②装置A中发生反应的化学方程式为___________________________________。

③装置B中试剂a为_________，作用是________________________________。

(2)ClO2常用于自来水的消毒、木质纸浆的漂白。已知：NaCl＋3H2ONaClO3＋3H2↑，2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。有关物质的熔、沸点如下表：

物质	熔点/℃	沸点/℃
ClO2	－59	11
Cl2	－107	－34.6

ClO2的生产流程示意图如下：

理论上每生成1molClO2，外界至少补充X气体________ mol。从ClO2发生器中分离出ClO2可采用的方法是____________。

Answer 1

【答案】Ca(ClO)2 Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO、2HClO=2HCl＋O2↑ 2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O NaOH溶液 吸收多余的氯气，防止污染环境 0.5 将生成的气体冷水浴降温，使ClO2液化分离出来

【解析】

（1）根据装置信息，A中氯气与石灰浆反应制备漂白粉，反应的化学方程式：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，长期放置于空气中发生变质，反应方程式为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO、2HClO=2HCl＋O2↑，装置B中盛有氢氧化钠溶液，吸收多余的氯气，防止污染环境；

（2）根据流程信息，电解食盐水：NaCl＋3H2ONaClO3＋3H2↑，ClO2发生器中发生的反应：2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O，HCl由电解得到的H2和ClO2发生器中生成Cl2，则X气体为Cl2，ClO2与Cl2沸点的沸点相差较大，可以将生成的气体冷水浴降温，使ClO2液化分离出来。

（1）①由分析知，漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2；漂白粉放置在空气中一段时间后，会发生反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO、2HClO=2HCl＋O2↑；

②A中氯气与石灰浆反应制备漂白粉，反应的化学方程式：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；

③Cl2是有毒气体，不能直接排放到空气中，装置B的作用，吸收多余的氯气，防止污染环境，试剂a为NaOH溶液；

（2）根据分析知X为Cl2，每生成1mol ClO2，同时生成0.5mol Cl2，需要HCl的物质的量为2mol，根据氯原子守恒，生成0.5molCl2(1molCl)用来合成HCl，外界需要补充0.5mol Cl2；根据表中的信息可知，常温下ClO2为液态，从ClO2发生器中分离出ClO2可采用的方法是冷水浴降温，使ClO2液化分离出来。