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

【解析】

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— b mol ，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。

考点：考查氯气的制备和性质、氧化还原反应。