Question

3．某兴趣小组模拟工业制漂白粉，设计了如图所示的实验装置．已知：①氯气和碱反应放出热量．②6Cl₂+6Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5CaCl₂+Ca（ClO₃）₂+6H₂O．

回答下列问题：
（1）甲装置中仪器a的名称是分液漏斗，MnO₂在反应中所起的作用是作氧化剂．
（2）装置乙中饱和食盐水的作用是除去氯气中混有的氯化氢．
（3）①制取漂白粉的化学方程式是2Cl₂+2 Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．
②该小组制得的漂白粉中n（CaCl₂） 远大于n[Ca（ClO）₂]，其主要原因是氯气和碱反应会放出热量，导致温度升高，发生了副反应：6Cl₂+6Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5CaCl₂+Ca（ClO₃）₂+6H₂O．
③为提高Ca（ClO）₂的含量，可采取的措施是将丙装置浸在盛有冷水的水槽中或控制氯气产生速率（任写一种即可）．
（4）漂白粉应密封保存，原因是Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O=CaCO₃+2HClO（用化学方程式表示）．

Answer 1

分析 模拟工业制漂白粉：装置A制取Cl₂，a为分液漏斗，可以控制加入的浓盐酸，圆底烧瓶中盛放二氧化锰，反应的方程式为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，HCl易挥发，制得的氯气中含有氯化氢，可以用食盐水来除杂，乙装置除去氯气中的氯化氢，丙装置Cl₂与Ca（OH）₂的反应制漂白粉，Cl₂有毒，需进行尾气处理，装置丁吸收多余的氯气．
（1）根据仪器的特征以及常见仪器的名称解答；MnO₂与浓盐酸反应生成氯化镁、氯气与水，MnO₂是氧化剂；
（2）HCl易挥发，制得的氯气中含有氯化氢，可以用食盐水来除杂；
（3）①漂白粉的主要成分是次氯酸钙[Ca（ClO）₂]和氯化钙，氯气与石灰乳反应产物是氯化钙、次氯酸钙和水；
②根据氯气和碱反应放出热量，温度稍高即发生副反应6Cl₂+6Ca（OH）₂═5CaCl₂+Ca（ClO₃）₂+6H₂O进行判断；
③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或控制反应避免反应放热瞬时升高；
（4）漂白粉有效成分为次氯酸钙，能够与空气中的二氧化碳反应而导致变质．

解答 解：（1）甲装置中仪器a具有球形特征，有玻璃活塞，在该实验中，可以控制加入的浓盐酸，为分液漏斗，装置A制取Cl₂，反应的方程式为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，反应中，MnO₂中Mn元素化合价降低（+4→+2），MnO₂为氧化剂，
故答案为：分液漏斗；作氧化剂；       
（2）浓盐酸和二氧化锰反应过程中会发出氯化氢气体，氯化氢在氯化钠饱和溶液中易溶，而氯气难溶，通过饱和食盐水的作用是除去Cl₂中混有的HCl气体，
故答案为：除去氯气中混有的氯化氢；
（3）①漂白粉的主要成分是次氯酸钙[Ca（ClO）₂]和氯化钙，将氯气通入石灰乳[Ca（OH）₂]制取漂白粉，同时有水生成，反应的化学方程式为：2Cl₂+2Ca（OH）₂=Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂O，
故答案为：2Cl₂+2 Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；
②氯气和碱反应会放出热量，导致温度升高，当温度低时，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙和水；当温度高时，发生了副反应：6Cl₂+6Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5CaCl₂+Ca（ClO₃）₂+6H₂O，所以制得的漂白粉中n（CaCl₂） 远大于n[Ca（ClO）₂]，
故答案为：氯气和碱反应会放出热量，导致温度升高，发生了副反应：6Cl₂+6Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5CaCl₂+Ca（ClO₃）₂+6H₂O；
③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，用冰水或冷水冷却，或控制氯气产生速率，通过控制反应速率，避免反应放热瞬时升高，
故答案为：将丙装置浸在盛有冷水的水槽中或控制氯气产生速率；
（4）漂白粉有效成分为次氯酸钙，HClO虽是强氧化性的酸，但它是比碳酸还弱的酸，受空气中的水、CO₂作用而导致变质，生成CaCO₃和HClO，该反应的化学方程式为：Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+2HClO，所以漂白粉应密封保存，
故答案为：Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+2HClO．

点评 本题考查了氯气的制法及化学性质，题目难度中等，掌握氯及其化合物的性质以及流程图各装置的作用是解答关键，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力．