Question

20．对SO₂与漂白粉的反应进行实验探究，实验过程如下：取10克漂白粉固体，加入250mL水中，部分固体溶解溶液略有颜色，过滤后用洁净的玻璃棒沾取滤液到pH试纸上，发现pH试纸先变蓝（约为12）后褪色．回答下列问题：
（1）工业制取漂白粉的化学方程式是2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O漂白粉在空气中变质的原因Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O=CaCO₃+2HClO（用化学反应方程式说明）
（2）pH试纸颜色的变化说明漂白粉溶液具有的性质是碱性和漂白性，ClO₂和漂白粉一样也具有强氧化性，其消毒效率（以单位物质的量得电子的数目表示）是Cl₂的2.5  倍；
（3）将SO₂持续通入漂白粉溶液中，发现澄清透明的溶液先变为黄绿色，随后溶液中产生大量白色沉淀且黄绿色褪去．回答下列问题：
①澄清透明溶液变为黄绿色的可能原因是：随溶液酸性的增强，漂白粉的有效成分和C1^-发生反应．通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是：向漂白粉溶液中逐滴滴入硫酸，观察溶液颜色是否变为黄绿色；
②用离子方程式解释现象中黄绿色褪去的原因：Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-
③SO₂与漂白粉的有效成分在酸性条件下反应的离子方程式：2SO₂+Ca²⁺+2ClO^-+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+CaSO₄↓+SO₄^2-．

Answer 1

分析 （1）氯气与石灰乳制备漂粉，漂白粉在空气中与二氧化碳、水反应生成HClO可变质；
（2）pH试纸先变蓝（约为12）后褪色，则溶液具有碱性、漂白性；利用电子转移计算消毒效率；
（3）SO₂持续通入漂白粉溶液中，发现澄清透明的溶液先变为黄绿色，随后溶液中产生大量白色沉淀且黄绿色褪去，黄绿色气体为氯气，白色沉淀为硫酸钙，
①溶液酸性的增强，漂白粉的有效成分和C1^-发生反应，则需要加酸；
②氯气与二氧化硫反应；
③SO₂与漂白粉的有效成分在酸性条件下，发生氧化还原反应．

解答 解：（1）利用氢氧化钙和氯气发生反应生成次氯酸钙、氯化钙和水，反应的化学方程式为2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，漂白粉在空气中与二氧化碳、水反应生成HClO可变质，发生的反应为Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O=CaCO₃+2HClO，
故答案为：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O=CaCO₃+2HClO；
（2）pH试纸先变蓝（约为12）后褪色，则溶液具有碱性、漂白性；ClO₂和漂白粉一样也具有强氧化性，其消毒效率（以单位物质的量得电子的数目表示）是Cl₂的$\frac{1mol×[4-（-1）]}{1mol×2×[0-（-1）]}$=2.5倍，
故答案为：碱性和漂白性；2.5；
（3）SO₂持续通入漂白粉溶液中，发现澄清透明的溶液先变为黄绿色，随后溶液中产生大量白色沉淀且黄绿色褪去，黄绿色气体为氯气，白色沉淀为硫酸钙，
①进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是向漂白粉溶液中逐滴滴入硫酸，观察溶液颜色是否变为黄绿色，
故答案为：向漂白粉溶液中逐滴滴入硫酸，观察溶液颜色是否变为黄绿色；
②用离子方程式解释现象中黄绿色褪去的原因为Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-，故答案为：Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-；
③SO₂与漂白粉的有效成分在酸性条件下反应的离子方程式为2SO₂+Ca²⁺+2ClO^-+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+CaSO₄↓+SO₄^2-，
故答案为：2SO₂+Ca²⁺+2ClO^-+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+CaSO₄↓+SO₄^2-．

点评 本题考查二氧化硫和氯气的化学性质，为高频考点，综合考查元素化合物知识，把握物质的性质、实验设计及现象与结论的关系为解答的关键，侧重分析与实验能力的综合考查，题目难度不大．