题目内容
18．氯元素的单质及其化合物在生产生活中应用极其广泛．请完成下列填空：
Ⅰ：氯气性质探究
设计如图实验装置来制备并验证氯气的性质（部分夹持装置未画出）．
（1）A中放置固体二氧化锰的装置名称是圆底烧瓶．
（2）装置B的作用是除去氯气中的氯化氢．
（3）硬质玻璃管C中事先装有两个沾有相关试剂的棉球，左侧棉球的实验现象为变蓝色．
（4）D中的NaOH溶液用来吸收尾气，向反应后的D中加入足量稀硫酸会产生气体，写出该反应的离子方程式Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O．
Ⅱ：制备HClO
（5）设计装置E代替如图的装置C，用于制备较高浓度的HClO溶液．在圆底烧瓶底部，有一用塑料网包住的过量块状碳酸钙．
①该方案可以制得较高浓度HClO的原因是（结合必要的化学语言回答）Cl2+H2O?H++Cl-+HClO，碳酸钙与H+反应，使平衡向右移动，HClO浓度增大．
②反应结束后将塑料网中剩余的石灰石提出液面，所得的溶液与稀盐酸混合，立即产生大量CO2气体，则反应所得溶液中的溶质除HClO外，还含有CaCl2、Ca（HCO3）2（写两种钙盐的化学式，一种正盐，一种酸式盐）；该小组同学测得反应中碳酸钙质量减少M g，反应后从所得的200mL溶液中取用10mL与足量稀盐酸混合，连接F装置测得产生的气体体积为V L（已换算成标准状况），则原溶液中含钙正盐的浓度为$\frac{M}{20}$-$\frac{V}{0.448}$mol•L-1（用含M、V的代数式表示）．
分析 Ⅰ：氯气性质探究
（1）装置A是制备氯气的发生装置，放二氧化锰的仪器为圆底烧瓶；
（2）生成的氯气含有水蒸气和氯化氢，通过饱和食盐水除去氯化氢气体杂质；
（3）氯气有氧化性可以氧化碘化钾生成碘单质，遇到淀粉变蓝色；
（4）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，加入酸发生归中反应生成氯气；
Ⅱ．（5）设计装置E代替如图的装置C，用于制备较高浓度的HClO溶液．在圆底烧瓶底部，有一用塑料网包住的过量块状碳酸钙，生成的氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸酸性弱于碳酸，盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳，
①氯气和水反应存在化学平衡，生成的盐酸和碳酸钙反应促进平衡正向进行；
②反应结束后将塑料网中剩余的石灰石提出液面，所得的溶液与稀盐酸混合，立即产生大量CO2气体，说明溶液中含有碳酸氢钙，是生成的二氧化碳和碳酸钙反应生成的碳酸氢钙，所以溶液中存在次氯酸、氯化钙、次氯酸钙；该小组同学测得反应中碳酸钙质量减少M g为碳酸钙，反应后从所得的200mL溶液中取用10mL与足量稀盐酸混合，连接F装置测得产生的气体体积为V L（已换算成标准状况），依据反应定量关系，CaCO3～Ca（HCO3）2～2CO2计算生成二氧化碳气体的碳酸钙的质量，得到生成氯化钙的碳酸钙的质量，依据钙元素守恒得到原溶液中含钙正盐的浓度．
解答 解：Ⅰ：氯气性质探究
（1）装置A是制备氯气的发生装置，二氧化锰为固体和滴入的盐酸加热反应生成氯气，盛放二氧化锰的仪器为圆底烧瓶，故答案为：圆底烧瓶；
（2）生成的氯气含有水蒸气和氯化氢，氯化氢极易溶于水，氯化钠溶液中氯离子抑制氯气和水的反应，通过饱和食盐水除去氯化氢气体杂质，
故答案为：除去氯气中的氯化氢；
（3）氯气有氧化性可以氧化碘化钾生成碘单质，2KI+Cl2=I2+2KCl，碘单质遇到淀粉变蓝色，故答案为：变蓝色；
（4）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，加入酸发生归中反应生成氯气，反应的离子方程式为：ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，
故答案为：ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O；
Ⅱ．（5）①该方案可以制得较高浓度HClO的原因是溶液中存在化学平衡：Cl2+H2O H++Cl-+HClO，碳酸钙与H+反应，使平衡向右移动，HClO浓度增大，得到较高浓度HClO，
故答案为：Cl2+H2O?H++Cl-+HClO，碳酸钙与H+反应，使平衡向右移动，HClO浓度增大；
②反应结束后将塑料网中剩余的石灰石提出液面，所得的溶液与稀盐酸混合，立即产生大量CO2气体，说明溶液中含有碳酸氢钙，是生成的二氧化碳和碳酸钙反应生成的碳酸氢钙，所以溶液中存在次氯酸、氯化钙、次氯酸钙；该小组同学测得反应中碳酸钙质量减少M g为碳酸钙，反应后从所得的200mL溶液中取用10mL与足量稀盐酸混合，连接F装置测得产生的气体体积为V L（已换算成标准状况），依据反应定量关系，CaCO3～Ca（HCO3）2～2CO2计算200ml溶液中生成二氧化碳的碳酸钙质量=（$\frac{V}{22.4}×\frac{1}{2}$）mol×$\frac{200}{10}$×100g/mol，则原溶液中含钙正盐的浓度=$\frac{M-\frac{V}{44.8}mol×20×100g/mol}{100g/mol×0.2L}$=$\frac{M}{20}$-$\frac{V}{0.448}$，
故答案为：CaCl2、Ca（HCO3）2、$\frac{M}{20}$-$\frac{V}{0.448}$．
点评 本题考查了物质性质和组成的实验探究方法、实验过程分析、数据处理、物质性质等知识点，掌握基础是解题关键，题目难度中等．
名校课堂系列答案| A． | Ca2+、Al3+、HCO3-、Cl- | B． | K+、Ba2+、Cl-、NO3- | ||
| C． | Na+、AlO2-、OH-、SO42- | D． | Na+、NH4+、Cl-、K+ |
（1）肼易溶于水，性质与氨相似，用电离方程式表示肼的水溶液显碱性的原因N2H4+H2O?N2H+5+OH-．
（2）肼（N2H4）与N2O4的反应为：2N2H4 （1）+N2O4 （1）=3N2（g）+4H2O（1）△H=-1225kJ•mol-1
已知反应相关的化学键键能数据如下：
| 化学键 | N-H | N-N | N≡N | O-H |
| E/（kJ•mol-1） | 390 | 190 | 946 | 460 |
（3）N2O4与NO2之间存在反应N2O4（g）═2NO2（g）．将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率[α（N2O4）]随温度变化如图1所示．
①由图推测该反应△H＞0（填“＞”或“＜”），理由为温度升高，α（N2O4）增加，说明平衡右移，该反应为吸热反应，△H＞0，若要提高N2O4的转化率，除改变反应温度外，其他措施有减小体系压强（或移出NO2等）（要求写出一条）．
②图中a点对应温度下，已知N2O4的起始压强p0为108kPa，列式计算该温度下反应的平衡常数Kp=115.2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）．
③在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：υ（N2O4）=k1p（N2O4），υ（NO2）=k2p2（NO2），其中kl、k2是与反应温度有关的常数．相应的速率一压强关系如图2所示，一定温度下，kl、k2与平衡常数Kp的关系是kl=$\frac{1}{2}$K2．Kp，在图标出的点中，能表示反应达到平衡状态的点为B点与D点，理由是满足平衡条件υ（NO2）=2υ（N2O4）．
反应类型加聚反应
反应类型取代反应
反应类型取代反应
已知Cl-、Br-、Fe2+、I-的还原性依次增强．现向FeBr2、FeI2的混合溶液中通入适量氯气，溶液中某些离子的物质的量变化如图所示，请回答：| A． | 杂化轨道的数目、形状和参与杂化的原子轨道数目、形状均相同 | |
| B． | 等性杂化轨道的形状、能量相等； NH3中N是等性杂化 | |
| C． | 各杂化轨道在空间应满足电子对互斥理论，以使排斥力最小 | |
| D． | sp3杂化轨道应由同原子里能量相同的s和p轨道杂化而得 |
| A． | 都能使溶液的pH增大 | |
| B． | 都能使溶液中c（H+）•c（CH3COO-）减小 | |
| C． | 都能使溶液中$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$比值增大 | |
| D． | 溶液中$\frac{c（{H}^{+}）•c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$不变 |
工业上有一种用C02来生产甲醇燃料的方法：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ•mol-1，将6mol CO2和8mol H2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如图所示（实线）．图中数据a（1，6）表示：在1min时H2的物质的量是6mol．