Question

3．饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓的HClO溶液的方法之一．某同学运用这一方法，尝试制取HClO溶液并进行了如下定性实验：
①在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20mL饱和氯水，充分反应，至有少量气泡产生，溶液的黄绿色褪去；
②过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其漂白性更强；
③为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：
第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀； 第二份与稀盐酸混合，立刻产生大量气泡；第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生．
经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO₂气体．
（1）试解释可以在饱和氯水中加入石灰石制备HClO的原因：在饱和氯水中存在：Cl₂+H₂O?HClO+HCl，加入过量的CaCO₃与溶液中的HCl发生反应，使盐酸的浓度减小，平衡向正反应方向移动，HClO的浓度增大
（2）写出步骤③中第一份及第二份滤液发生反应的离子方程式：
第一份Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O．
第二份Ca²⁺+2HCO₃^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O
（3）试根据所学知识推测，在②的滤液中含有的溶质，除了溶解的极少量氯气外，还含有的其他溶质为（写化学式）HClO、Ca（HCO₃）₂、CaCl₂．

Answer 1

分析 （1）从Cl₂+H₂OHCl+HClO 平衡移动的角度分析；
（2）碳酸钙是过量的，碳酸钙和二氧化碳和水反应生成了可溶于水的碳酸氢钙，以此书写反应的有关离子方程式；
（3）根据有关反应判断可能的产物．

解答 解：（1）在饱和氯水中存在如下平衡：Cl₂+H₂O?HClO+HCl，盐酸的酸性比碳酸强，而HClO的酸性比碳酸弱，加入过量的CaCO₃与溶液中的HCl发生反应，使盐酸的浓度减小，平衡向正反应方向移动，最终生成HClO；
故答案为：在饱和氯水中存在：Cl₂+H₂O?HClO+HCl，加入过量的CaCO₃与溶液中的HCl发生反应，使盐酸的浓度减小，平衡向正反应方向移动，HClO的浓度增大；
（2）因为碳酸钙是过量的，碳酸钙和二氧化碳和水反应生成了可溶于水的碳酸氢钙，与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀，反应的离子方程式为Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O，加热时碳酸氢钙分解生成CaCO₃和CO₂，反应的离子方程式为Ca²⁺+2HCO₃^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O，
故答案为：Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O；Ca²⁺+2HCO₃^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
（3）氯气与水反应Cl₂+H₂O?HCl+HClO，生成HClO，因为碳酸钙是过量的，并且反应中有二氧化碳生成，
因此碳酸钙和二氧化碳和水反应生成了可溶于水的碳酸氢钙CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca（HCO₃）₂，
因此第二份与稀盐酸混合Ca（HCO₃）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O+2CO₂↑，
所以②的滤液中含有的溶质除了极少量的氯气外，还有HClO、Ca（HCO₃）₂、CaCl₂，
故答案为：HClO、Ca（HCO₃）₂、CaCl₂．

点评 本题考查律氯气的性质以及氯水的性质，题目难度中等，本题注意过量碳酸钙与氯水反应的原理，此为解答该题的关键，本题易错点为（3）过量的CaCO₃与饱和氯水反应生成Ca（HCO₃）₂．