题目内容

20．漂白粉的主要成分为次氯酸钙[Ca（ClO）2]和氯化钙，既可用作漂白剂，又可用作消毒剂．漂白粉中有效成分是[Ca（ClO）2]，漂白的原理是：Ca（ClO）2在空气中发生反应Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO；HClO是一种酸性比盐酸弱的酸，不稳定，易分解生成HCl和一种常见的单质气体．HClO具有漂白性，能使品红等有色物质褪色．
【漂白粉制取的研究】
有人提出可以利用海水（含NaCl）和石灰石为原料制取漂白粉，该方法流程如下：

（1）HClO在常温下分解，反应为2HClO=2HCl+O2↑．某瓶HClO溶液放置一段时间后，溶液的pH减小（填“增大”或“减小”或“不变”）．
（2）⑤中的反应是2Ca（OH）2+2Cl2═CaCl2+Ca（ClO）2+2X，X的化学式为H2O，其中Ca（ClO）2中氯元素的化合价为+1．
（3）实际工业生产中，反应⑤的反应物Ca（OH）2最好用石灰乳，（填“饱和石灰水”或“石灰乳”）并不断搅拌．
【定性研究】
有一包长时间放置的漂白粉，想知道该漂白粉是否变质，某同学设计了下列探究实验．
【提出问题】长时间放置的漂白粉是否变质？
【猜    想】
猜想1：该漂白粉未变质，固体成分为CaCl2、Ca（ClO）2；
猜想2：该漂白粉部分变质，固体成分为CaCl2、Ca（ClO）2、CaCO3；
猜想3：该漂白粉全部变质，固体成分为CaCl2、CaCO3．
【实验探究】
实验操作实验现象实验结论
取少量样品于试管中，滴加足量的稀盐酸．有气体产生，气体使石灰水变浑浊．
猜想2成立
在上述反应后的试管中加少量品红溶液．红色变浅或消失．
【定量研究】
已知漂白粉有效成分能与浓盐酸发生如下反应Ca（ClO）2+4HCl═CaCl2+2Cl2↑+2H2O，某同学通过查阅资料，设计一个最简单的实验，测定漂白粉有效成分的质量分数．
【资料】Cl2能溶于水，但在饱和食盐水中的溶解性非常小．实验条件下Cl2的密度为3.17g/L．氯化氢气体易溶于水．
【实验探究】
（4）甲同学准确称取0.5g漂白粉样品，检查装置气密性后装入图A中，进行实验．实验结束后，量筒内收集到89.6mL食盐水．据此计算，此样品中有效成分的质量分数．（写出计算过程，结果精确到0.1%）

（5）在读取量筒的刻度数时，应注意①视线与凹液面最低点应齐平；②装置内气体应恢复至室温；③B、C两仪器内的液面应齐平．
（6）实验结束后，同学们发现，此装置存在着明显的不足：ABC（填序号）
A没有考虑到盐酸占据的体积对测定结果的影响．
B没有考虑到残留在导管中的液体和导管本身的体积对测定结果的影响．
C没有考虑到氯气中可能混有的二氧化碳气体对测定结果的影响
D没有考虑到氯气中可能混有的氯化氢气体对实验结果的影响．

分析 【漂白粉制取的研究】
根据溶液的酸碱性来判断pH大小；
化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变；
化合物中元素的化合价代数和为零；
氢氧化钙的溶解度很小；
【实验探究】
碳酸钙能够稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
次氯酸能使品红试液褪色；
【实验探究】
盐酸占据的体积、残留在导管中的液体和导管本身的体积、氯气中可能混有的二氧化碳气体等对测定结果会产生影响．

解答 解：【漂白粉制取的研究】
（1）根据HClO在常温下分解，反应方程式可知：2HClO=2HCl+O2↑．HClO溶液放置一段时间后，溶液的酸性增强，溶液的pH减小；
（2）由2Ca（OH）2+2Cl2═CaCl2+Ca（ClO）2+2X和质量守恒定律可知，每个X中含有2个氢原子和1个氧原子，X是水，水的化学式可以表示为H2O；
设氯元素的化合价为x，
根据题意有：（+2）+x×2+（-2）×2=0，
x=+1；
（3）实际工业生产中，因为石灰乳中比石灰水中含有更多的氢氧化钙，所以反应⑤的反应物Ca（OH）2最好用石灰乳并不断搅拌．
【实验探究】
实验操作、实验现象和实验结论如下表所示：

实验操作实验现象实验结论
①取少量样品于试管中，滴加足量的稀盐酸．有气体产生，气体使石灰水变浑浊．
猜想2成立
②在上述反应后的试管中加少量品红溶液．红色变浅或消失．
【实验探究】
（4）设Ca（ClO）2的质量为y，
反应产生氯气的质量为：3.17g/L×0.0896L=0.284g，
Ca（ClO）2+4HCl═CaCl2+2Cl2↑+2H2O，
    143                                142
      y                                0.284g
$\frac{143}{y}=\frac{142}{0.284g}$，
y=0.286g，
此样品中有效成分的质量分数为：$\frac{0.286g}{0.5g}$×100%=57.2%，
（5）在读取量筒的刻度数时，应注意①视线与凹液面最低点应齐平；②装置内气体应恢复至室温；③B、C两仪器内的液面应齐平；
（6）此装置存在着明显的不足是：没有考虑到盐酸占据的体积对测定结果的影响，没有考虑到残留在导管中的液体和导管本身的体积对测定结果的影响，没有考虑到氯气中可能混有的二氧化碳气体对测定结果的影响．
故答案为：（1）减小；（2）H2O；+1；（3）石灰乳．
（4）57.2%；（5）B、C两仪器内的液面应齐平；（6）ABC．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．

练习册系列答案
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实验步骤实验现象实验结论
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                     20摄氏度一些物质的溶解度（g）
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35.937.29.621.7
其生产过程中涉及到的主要化学反应有：
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（4）此流程中可以循环利用的物质是CO2（写化学式）

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