Question

16．瑞典化学家舍勒在研究软锰矿（主要成分是MnO₂）的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色、刺激性气味的气体氯气．某学生使用这一原理设计如图所示的实验装置，并且利用制得的氯气与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉（这是一个放热反应），据此回答下列问题：

（1）A仪器的名称是，所盛试剂是，B中发生反应的化学方程式是MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑．
（2）漂白粉将在U形管中产生，其化学方程式是2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．
（3）此实验结果所得Ca（ClO）₂产率太低．经分析并查阅资料发现，主要原因是在U形管中存在两个副反应：
6Cl₂+6Ca（OH）₂=Ca（ClO₃）₂+5CaCl₂+6H₂O、2HCl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O
①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca（ClO₃）₂，为避免此副反应的发生，可采取的措施是将U形管置于冷水浴中．
②试判断另一个副反应（写出此反应方程式）：2HCl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O．为避免此副反应发生，应采取的措施是在B、C之间增加一个饱和食盐水洗气装置．
（4）漂粉精同盐酸作用产生氯气：Ca（ClO）₂+4HCl=2Cl₂↑+CaCl₂+2H₂O，该反应中每生成1 mol Cl₂，转移电子的物质的量为1mol，被氧化的HCl的物质的量为1mol．有效氯是漂粉精中有效Ca（ClO）₂的含量大小的标志．已知：
有效氯=$\frac{漂粉精加盐酸所释放出的氯气的质量}{漂粉精的质量}$×100%，该漂粉精的有效氯为65%，则该漂粉精中Ca（ClO）₂的质量分数为65.5%（保留一位小数）．

Answer 1

分析 （1）A仪器名称是分液漏斗，所盛放试剂是液体浓盐酸，加热条件下，浓盐酸和二氧化锰发生氧化还原反应；
（2）氯气和消石灰反应生成氯化钙、次氯酸钙和水；
（3）两个副反应：度较高时氯气与消石灰反应生成Ca（ClO₃）₂，另一个副反应为盐酸和氢氧化钙反应；
①因为温度高时易生成Ca（ClO₃）₂，所以避免此反应发生可以采取降温措施；
②装置中无氯气的除杂装置，挥发出的氯化氢会和氢氧化钙反应；
（4）根据化合价变化计算转移电子的物质的量，根据原子守恒计算被氧化的氯化氢的量，根据氯气和漂白精之间的关系进行计算．

解答 解：（1）装置中添加浓盐酸通过分液漏斗，所以A仪器名称是分液漏斗，加热条件下，浓盐酸和二氧化锰反应生成氯化锰、氯气和水，反应方程式为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑，
故答案为：分液漏斗；浓盐酸；MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑；
（2）漂白粉将在U形管中产生，是氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙、水；其化学方程式为：2Cl₂ +2Ca（OH）₂=CaCl₂ +Ca（ClO）₂ +2H₂O；
故答案为：2Cl₂ +2Ca（OH）₂=CaCl₂ +Ca（ClO）₂ +2H₂O；
（3）两个副反应：度较高时氯气与消石灰反应生成Ca（ClO₃）₂，反应为：6Cl₂+6Ca（OH）₂=Ca（ClO₃）₂+5CaCl₂+6H₂O，氯化氢易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，所以另一个副反应为盐酸和氢氧化钙反应：2HCl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O，
①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca（ClO₃）₂，为避免此副反应的发生，将U形管置于冷水浴中；
②置中无氯气的除杂装置，挥发出的氯化氢会和氢氧化钙反应，反应的化学方程式为：2HCl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O，为避免此副反应发生，应采取的措施是在B、C之间增加一个饱和食盐水洗气装置，
故答案为：6Cl₂+6Ca（OH）₂=Ca（ClO₃）₂+5CaCl₂+6H₂O、2HCl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O；将U形管置于冷水浴中；2HCl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O；在B、C之间增加一个饱和食盐水洗气装置；
（4）该反应中每生成1 mol Cl₂，转移电子的物质的量=1mol×（1-0）×1=1mol，根据原子守恒知，被氧化的HCl的物质的量为1mol，
Ca（ClO）₂+4HCl=2Cl₂↑+CaCl₂+2H₂O，根据方程式可以得到漂白精加盐酸所释放的氯气的质量=$\frac{71×2}{143}$m[Ca（ClO）₂]=99.3%×m[Ca（ClO）₂]，所以漂白精的质量=$\frac{99.3%}{65%}$×m[Ca（ClO）₂]=152.8%×m[Ca（ClO）₂]，所以该漂粉精中Ca（ClO）₂的质量分数=$\frac{1}{152.8%}$=65.5%，
故答案为：1；1；65.5%．

点评 本题考查了实验室制取氯气、漂白粉的反应原理和化学方程式的应用，实验过程中的反应特征和反应判断，注意有效氯的计算方法，为解题难点，题目难度中等．