Question

较低温度下，氯气通入石灰乳中可制得漂白粉，该反应为放热反应。某校甲、乙两个化学研究性学习小组均用200 mL 12 mol·L^-1盐酸与17.4 g MnO₂在加热条件下反应制备氯气，并将制备的氯气与过量的石灰乳反应制取漂白粉，用稀NaOH溶液吸收残余的氯气。分析实验结果发现：①甲、乙两组制得的漂白粉中Ca(ClO)₂的质量明显小于理论值，②甲组在较高温度下将氯气与过量的石灰乳反应，所制得的产品中Ca(ClO₃)₂的含量较高。

试完成下列问题：

（1）上述实验中理论上最多可制得Ca(ClO)₂多少克？

（2）实验中所得到的Ca(ClO)₂的质量明显小于理论值，试简要分析其可能原因，并写出可能涉及的化学方程式。

Answer 1

解析：（1）根据题意有

n(HCl)=12 mol·L^-1×0.2 L=2.4 mol

n(MnO₂)==0.2 mol

MnO₂+4HCl(浓)MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

n(HCl)∶n(MnO₂)=2.4 mol∶0.2 mol=12∶1＞4∶1

所以浓HCl过量，应根据MnO₂计算。

根据制备氯气的化学方程式有

n(Cl₂)=n(MnO₂)=0.2 mol

又因为：2Cl₂+2Ca(OH)₂CaCl₂+Ca(ClO)₂+2H₂O

n〔Ca(ClO)₂〕=n(Cl₂)=×0.2 mol=0.1 mol

m〔Ca(ClO)₂〕=143 g·mol^-1×0.1 mol=14.3 g

答案：（1）14.3 g

（2）可能的原因有：①随着反应进行，温度升高，会产生副产物Ca(ClO₃)₂：

6Cl₂+6Ca(OH)₂5CaCl₂+Ca(ClO₃)₂+6H₂O

②Cl₂未与石灰乳完全反应，残余Cl₂被NaOH溶液吸收：

Cl₂+2NaOHNaCl+NaClO+H₂O