题目内容
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）2
5CaCl2+Ca（ClO3）2+6H2O
该兴趣小组设计了下列实验装置，进行实验．
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，粗略表示为右图（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
= ．
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）2
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该兴趣小组设计了下列实验装置，进行实验．
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
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
（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，粗略表示为右图（不考虑氯气和水的反应）．
①图中曲线Ⅱ表示
②所取石灰乳中含有Ca（OH）2的物质的量为
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
| n(CIO-) | ||
n(CI
|
考点：性质实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：（1）①二氧化锰可以和浓盐酸之间反应生成氯化锰、氯气和水；
②HCl易挥发，制得的氯气中含有氯化氢，可以用食盐水来除杂；
③根据反应的化学方程式计算生成的氯气以及Ca（ClO）2的质量；
（2）①当温度低时，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙；当温度高时，生成氯酸钙和氯化钙，根据温度高低来判断属于哪种离子；
②根据氧化还原反应中得失电子数相等计算氯离子的物质的量，然后根据含氯化合物中钙离子和阴离子的个数比计算氢氧化钙的物质的量；
③另取一份与②等物质的量的石灰乳，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0.37mol，依据氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯元素的物质的量比为1：2，结合b计算得到氢氧化钙物质的量计算氯元素物质的量，依据氧化还原反应电子守恒，生成产物中氯元素守恒列式计算．
②HCl易挥发，制得的氯气中含有氯化氢，可以用食盐水来除杂；
③根据反应的化学方程式计算生成的氯气以及Ca（ClO）2的质量；
（2）①当温度低时，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙；当温度高时，生成氯酸钙和氯化钙，根据温度高低来判断属于哪种离子；
②根据氧化还原反应中得失电子数相等计算氯离子的物质的量，然后根据含氯化合物中钙离子和阴离子的个数比计算氢氧化钙的物质的量；
③另取一份与②等物质的量的石灰乳，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0.37mol，依据氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯元素的物质的量比为1：2，结合b计算得到氢氧化钙物质的量计算氯元素物质的量，依据氧化还原反应电子守恒，生成产物中氯元素守恒列式计算．
解答：
解：（1）①二氧化锰可以和浓盐酸之间反应生成氯化锰、氯气和水，反应为：4HCl （浓）+MnO2
MnCl2+C12↑+2H2O，
故答案为：4HCl （浓）+MnO2
MnCl2+C12↑+2H2O；
②浓盐酸和二氧化锰反应过程中会发出氯化氢气体，所以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：饱和食盐水；除去氯气中混有的氯化氢；
②用300mL 12mol/L盐酸与17.4g，物质的量是：
=0.2molMnO2制备氯气，设生成的氯气的物质的量是n，则
MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O
1 4 1
0.2mol 0.3L×12mol/L n
则盐酸是过量的，生成的氯气的物质的量是n=0.2mol，体积是0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
结合反应：2Cl2+2Ca（OH）2═CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O，得到定量关系：
2MnO2～Ca（ClO）2
2 1
0.2mol 0.1mol
所以理论上最多可制得Ca（ClO）2 质量=0.1mol×143g/mol=14.3g，
故答案为：4.48；14.3；
（2）①当温度低时，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙；当温度高时，生成氯酸钙和氯化钙，刚开始反应时，温度较低，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙，所以图2中曲线I表示离子ClO-的物质的量随反应时间变化的关系，图中曲线Ⅱ表示ClO3-的物质的量随反应时间变化的关系，
故答案为：ClO3-；
②根据氧化还原反应中得失电子数相等计算Cl-的物质的量，设被还原的氯离子的物质的量为n，则n×1=0.10mol×1+0.05mol×5=0.35mol，含氯离子的物质的量为：0.35mol+0.1mol+0.05mol=0.5mol，氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯离子的个数比为1：2，所以所取石灰乳中含有Ca（OH）2的物质的量为0.25mol，
故答案为：0.25；
③取一份与②等物质的量的石灰乳，物质的量为0.25mol，根据氧化还原反应中得失电子数相等，生成氯离子得到电子和生成次氯酸根和氯酸根失去的电子守恒，
设n（ClO-）=x，n（ClO3-）=y；则得到：0.35=x×1+y×5；
依据氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯元素的物质的量比为1：2，得到氯元素物质的量为0.5mol；x+y+0.35=0.5，
解得：x=0.1mol，y=0.05mol，
则产物中
=2：1，
故答案为：2：1．
| ||
故答案为：4HCl （浓）+MnO2
| ||
②浓盐酸和二氧化锰反应过程中会发出氯化氢气体，所以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：饱和食盐水；除去氯气中混有的氯化氢；
②用300mL 12mol/L盐酸与17.4g，物质的量是：
| 17.4g |
| 87g/mol |
MnO2+4HCl（浓）
| ||
1 4 1
0.2mol 0.3L×12mol/L n
则盐酸是过量的，生成的氯气的物质的量是n=0.2mol，体积是0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
结合反应：2Cl2+2Ca（OH）2═CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O，得到定量关系：
2MnO2～Ca（ClO）2
2 1
0.2mol 0.1mol
所以理论上最多可制得Ca（ClO）2 质量=0.1mol×143g/mol=14.3g，
故答案为：4.48；14.3；
（2）①当温度低时，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙；当温度高时，生成氯酸钙和氯化钙，刚开始反应时，温度较低，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙，所以图2中曲线I表示离子ClO-的物质的量随反应时间变化的关系，图中曲线Ⅱ表示ClO3-的物质的量随反应时间变化的关系，
故答案为：ClO3-；
②根据氧化还原反应中得失电子数相等计算Cl-的物质的量，设被还原的氯离子的物质的量为n，则n×1=0.10mol×1+0.05mol×5=0.35mol，含氯离子的物质的量为：0.35mol+0.1mol+0.05mol=0.5mol，氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯离子的个数比为1：2，所以所取石灰乳中含有Ca（OH）2的物质的量为0.25mol，
故答案为：0.25；
③取一份与②等物质的量的石灰乳，物质的量为0.25mol，根据氧化还原反应中得失电子数相等，生成氯离子得到电子和生成次氯酸根和氯酸根失去的电子守恒，
设n（ClO-）=x，n（ClO3-）=y；则得到：0.35=x×1+y×5；
依据氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯元素的物质的量比为1：2，得到氯元素物质的量为0.5mol；x+y+0.35=0.5，
解得：x=0.1mol，y=0.05mol，
则产物中
| n(CIO-) | ||
n(CI
|
故答案为：2：1．
点评：本题考查了实验室制漂白粉的装置分析和制备条件判断，温度不同产物不同，图象分析是解题关键，注意通过氧化还原反应的电子守恒计算应用，实验装置和步骤的分析需要熟练掌握实验基本操作，题目难度较大．
练习册系列答案
学练快车道口算心算速算天天练系列答案
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是一种重要的化工原料．A、B、C、D、E之间的转化关系如图：
下列各组离子在水溶液中能够大量共存的是（ ）
| A、K+、Cl-、SO42- |
| B、SO42-、Ca2+、CO32- |
| C、H+、CO32-、Cl- |
| D、Fe3+、OH-、NO3- |
下列解释事实的化学方程式或离子方程式正确的是（ ）
| A、用食醋除去暖水瓶中的水垢：2CH3COOH+CaCO3═Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O |
| B、碳酸氢铵溶液中加入足量氢氧化钡溶液：NH4++HCO3-+2OH-═CO32-+NH3?H2O+H2O |
| C、Fe（NO3）3溶液中加入过量的HI溶液：2Fe3++2I-═2Fe2++I2 |
| D、Ca（HCO3）2溶液中加入少量的NaOH溶液：Ca2++2HCO3-+2OH-═CaCO3↓+CO32-+2H2O |
A、B、C为三种短周期元素，A、B在同一周期，A、C的最低价离子分别为A2-、C-，离子半径A2-大于C-，B2+和C-具有相同的电子层结构．下列判断正确的是（ ）
| A、原子序数由大到小的顺序是C＞A＞B |
| B、原子半径由大到小的顺序是r（B）＞r（A）＞r（C） |
| C、离子半径由大到小的顺序是r（C-）＞r（B2+）＞r（A2-） |
| D、原子最外层电子数由多到少的顺序是B＞A＞C |
某同学用量筒量取液体时，将量筒平放，仰视液体凹液面最低处读数为16.0mL，倾倒出一部分溶液，又俯视液体凹液面最低处，读数为10.0mL，该同学取出液体的体积是（ ）
| A、大于6.0mL |
| B、等于6.0mL |
| C、小于6.0mL |
| D、无法判断 |
不能用来判断醋酸属于弱电解质的实验事实是（ ）
| A、向某浓度的醋酸钠溶液滴入几滴酚酞试液：溶液由无色变为浅红色 |
| B、向滴有甲基橙试液的醋酸溶液加入少量醋酸钠晶体：振荡后溶液由红色变为橙色 |
| C、通过对比不同浓度的导电实验：醋酸溶液的导电性较盐酸溶液的导电性弱 |
| D、取相同体积pH=1的盐酸和醋酸溶液，分别加入足量的锌，用排水法收集生成的氢气：相同条件下，醋酸生成的氢气体积大 |
下列实验操作中错误的是（ ）
| A、蒸馏操作时，冷凝水的方向应由下往上 |
| B、分液时，首先要打开分液漏斗的上口活塞，或使活塞上的小孔与上口部小孔对准，进行分液 |
| C、提取碘水中的碘单质时，应选择有机萃取剂，如汽油 |
| D、萃取分液后，要得到被萃取的物质，通常还要进行蒸馏 |