Question

某化学兴趣小组在实验室制取漂白粉，并探究氯气与石灰乳反应的条件和产物。
已知：①二氧化锰与浓盐酸反应可制备氯气，同时生成MnCl₂。
②氯气和碱的反应的过程中放出热量。温度较高时，氯气和碱还能发生如下反应：6Cl₂ + 6Ca(OH)₂5CaCl₂ + Ca(ClO₃)₂ + 6H₂O
该兴趣小组设计了下列实验装置，进行实验。

甲         乙           丙            丁
请回答下列问题：
（1）①甲装置中发生反应的化学方程式是                                       。
②乙装置中的试剂是             ，作用是                               。
③该兴趣小组用300mL 12mol/L盐酸与17.4g 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标况下氯气      L，Ca(ClO)₂      g。
（2）小组成员发现，产物中Ca(ClO)₂的质量明显小于理论值。他们讨论后认为，部分氯气未与石灰乳反应而逸出，以及温度升高是可能原因。为了探究反应条件对产物的影响，他们另取一定量的石灰乳，缓慢、匀速地通入足量氯气，得出了ClO^—、ClO₃^— 两种离子的物质的量（n）与反应时间（t）的关系曲线，粗略表示为下图（不考虑氯气和水的反应）。

①图中曲线Ⅱ表示         离子的物质的量随反应时间变化的关系。
②所取石灰乳中含有Ca(OH)₂的物质的量为                  mol。
③另取一份与②等物质的量Ca(OH)₂的石灰乳，以较大的速率通入足量氯气，反应后测得产物中Cl^—的物质的量为0.35mol，则产物中=                  。

Answer 1

（1）①4HCl (浓) + MnO ₂MnCl₂ + C1₂↑ + 2H₂O；
②饱和食盐水；        除去氯气中混有的氯化氢；
③4.48；               14.3；
（2）① ClO₃^—               ②0.25             ③ 2：1  

试题分析：（1）①MnO ₂具有强氧化性，能将浓HCl中的Cl^—氧化为C1₂，同时本身被还原为Mn²⁺。②浓盐酸具有挥发性，制得的C1₂中混有HCl，HCl极易溶于水，为了减少C1₂的溶解，用饱和食盐水除去。③根据方程式：4HCl (浓) + MnO ₂MnCl₂ + C1₂↑ + 2H₂O，300mL 12mol/L盐酸与17.4g MnO₂反应，盐酸过量，用二氧化锰计算可得V（Cl₂）=4.48L；再根据反应：6Cl₂ + 6Ca(OH)₂5CaCl₂ + Ca(ClO₃)₂ + 6H₂O可得生成m[Ca(ClO)₂]="14.3g" 。（2）①氯气和碱开始反应时温度较低，没有Ca(ClO₃)₂生成，反应的过程中放出热量，温度升高生成了Ca(ClO₃)₂ 。 ②图像显示当Ca(OH)₂完全反应后，生成ClO₃^—0.05 mol，生成ClO^—0.1mol，根据关系式：6Ca(OH)₂～2ClO₃^—和Ca(OH)₂～Cl O^—可得消耗石灰乳0.25 mol；③设生成ClO^— amol 、生成ClO₃^— bmol ，根据电子守恒a +5b=0.35；无论生成CaCl₂、Ca(ClO)₂还是Ca(ClO₃)₂，氯原子都是钙的2倍，根据原子守恒可得：a +b +0.35=0.25×2；联立两个守恒可得a =0.1， b=0.05。