Question

4．某化学兴趣小组在实验室设计了下列实验装置制取漂白粉．请回答下列问题：

（1）书写实验室制备氯气化学方程MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）图甲中滴加浓盐酸的装置名称分液漏斗，乙装置的作用是除去Cl₂中混有的HCl气体．
（3）若用含有0.4mol HCl的浓盐酸与足量的MnO₂反应制氯气，制得的氯气体积（标准状况下）总是小于2.24L 的原因是随着反应的进行或盐酸挥发，盐酸浓度变稀将不再反应．
（4）漂白粉的有效成分的名称是Ca（ClO）₂，漂白粉在空气中长期放置失效的化学方程Ca（ClO）₂+C0₂+H₂0=2HClO+CaC0₃、2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl+0₂↑．
（5）该兴趣小组用100mL 12mol/L盐酸与8.7g MnO₂制备氯气，并将所得氯气与过量的石灰乳反应，则理论上最多可制得12.7g漂白粉．

Answer 1

分析 （1）实验室制取氯气是用浓盐酸和二氧化锰发生氧化还原反应生成氯化锰、氯气和水，结合配平写出；
（2）滴加浓盐酸的装置名称为分液漏斗，饱和食盐水的主要作用是除去氯气中的氯化氢气体；
（3）依据MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O随着反应的进行或盐酸挥发，盐酸浓度变稀将不再反应，据此分析；
（4）漂白粉的有效成分是Ca（ClO）₂，次氯酸酸性小于碳酸，根据强酸制取弱酸分析漂白粉长时期露至在空气中失效的原因；
（5）依据MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；2Cl₂+2Ca（OH）₂═CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，结合定量关系计算理论值．

解答 解：（1）实验室制取氯气是用浓盐酸和二氧化锰发生氧化还原反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为：
MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）滴加浓盐酸的装置名称为分液漏斗，浓盐酸和二氧化锰反应过程中会发出氯化氢气体，所以通过饱和食盐水的作用是除去Cl₂中混有的HCl气体；故答案为：分液漏斗；除去Cl₂中混有的HCl气体；
（3）依据MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O随着反应的进行或盐酸挥发，盐酸浓度变稀将不再反应，所以盐酸有过剩，则制得的氯气体积（标准状况下）总是小于2.24L；故答案为：随着反应的进行或盐酸挥发，盐酸浓度变稀将不再反应；
（4）工业上利用消石灰和氯气反应生成氯化钙、次氯酸钙和水的反应制备漂白粉，反应的化学方程式为2Ca（OH）₂+2Cl₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，
次氯酸钙能和酸反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以漂白粉的有效成分是Ca（ClO）₂，次氯酸酸性小于碳酸，次氯酸钙和二氧化碳、水反应生成次氯酸，次氯酸不稳定，光照易分解，导致漂白粉失效，反应方程式为Ca（ClO）₂+C0₂+H₂0=2HClO+CaC0₃、2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl+0₂↑，
故答案为：Ca（ClO）₂+C0₂+H₂0=2HClO+CaC0₃；2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl+0₂↑；
（5）足量的浓盐酸与8.7g MnO₂制备氯气，并将所得氯气与过量的石灰乳反应，则理论上最多可制得Ca（ClO）₂；可以依据反应MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；2Cl₂+2Ca（OH）₂═CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，得到定量关系：8.7g MnO₂物质的量为0.1mol；
2MnO₂～CaCl₂～Ca（ClO）₂
2        1      1
0.1mol 0.05mol  0.05mol
所以理论上最多可制得Ca（ClO）₂ 质量=0.05mol×143g/mol=7.15g，CaCl₂ 质量=0.05mol×111g/mol=5.55g，所以理论上最多可制得7.15+5.55=12.7g漂白粉；故答案为：12.7．

点评 本题考查了氯气的实验是制备和工业制备，实验过程注意问题，反应化学方程式的书写，漂白粉的制取条件，化学方程式的计算应用，题目难度中等．