Question

1．如图所示，根据实验室制取氯气的原理和性质，回答下列问题：

（1）写出装置甲中发生反应的化学方程式：MnO₂+4HCl（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．装置甲中的仪器使用前需要检漏的有分液漏斗（写名称）
（2）利用装置丙制取饱和氯水并测其pH值．
①证明氯水已饱和的现象是．
②测定饱和氯水的pH方法是．
③若撤去装置乙，直接将装置甲和丙相连．这样做对实验测定结果的影响是使测定的pH减小．
（3）饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓的HClO溶液的方法之一．某同学运用这一方法，尝试制取HClO溶液并进行了如下定性实验：
i．在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20ml饱和氯水，充分反应，有少量气泡产生，溶液的黄绿色褪去；
ii．过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其漂白性更强；
iii．为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：
第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；
第二份与稀盐酸混合，立刻产生大量气泡；
第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生．
经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO₂气体．
①试解释可以在饱和氯水中加入石灰石制备HClO的原因：在饱和氯水中存在如下平衡：Cl₂+H₂O?HClO+HCl，加入过量的CaCO₃与溶液中的HCl发生反应，使盐酸的浓度减小，平衡向正反应方向移动，最终生成HClO．（用有关的方程式结合文字回答）
②试根据所学知识推测，在ii的滤液中含有的溶质，除了溶解的极少量氯气外，还含有的其他溶质为HClO、Ca（HCO₃）₂、CaCl₂ （写化学式）．
③写出步骤iii中第一份滤液发生反应的离子方程式：Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaC0₃↓+H₂O．

Answer 1

分析 （1）装置甲中发生反应为实验室制取氯气的反应；带有活塞或旋塞的仪器要检查是否漏水；
（2）①氯气为黄绿色气体，氯水为黄绿色，根据饱和溶液中不能溶解氯气来解答；
②因次氯酸具有氧化性，不能用PH测量氯水的PH，直接用PH计；
③浓盐酸易挥发，制得的氯气中含有氯化氢，氯化氢溶于水，溶液酸性增强；
（3）在饱和氯水中存在如下平衡：Cl₂+H₂O?HClO+HCl，盐酸的酸性比碳酸强，而HClO的酸性比碳酸弱，加入过量的CaCO₃与溶液中的HCl发生反应，使盐酸的浓度减小，平衡向正反应方向移动，最终生成HClO，同时生成Ca（HCO₃）₂和CaCl₂，根据Ca（HCO₃）₂的性质进行判断．

解答 解：（1）装置甲中浓硫酸和二氧化锰反应制取氯气，反应的方程式为：MnO₂+4HCl（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，带有活塞或旋塞的仪器要检查是否漏水，则装置甲中的分液漏斗应检漏，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；分液漏斗；
（2）①因饱和溶液中不能溶解氯气以及氯气为黄绿色，所以丙中液体呈黄绿色，丙中的导管有气泡溢出水面，有黄绿色气体进入丁中，且液面上方充满黄绿色气体即可证明氯水已饱和，
故答案为：丙中液体呈黄绿色，且液面上方充满黄绿色气体，有黄绿色气体进入丁中；
②由于饱和氯水中含有氧化性的次氯酸，会将PH试纸氧化，因此不能用PH试纸测定溶液的PH，直接用PH计测量，
故答案为：直接用PH计测量；
③浓盐酸易挥发，氯气中含有氯化氢，若撤去装置乙，直接将装置甲和丙相连．氯化氢溶于水，溶液酸性增强，使测定的pH减小，
故答案为：使测定的pH减小；
（3）①在饱和氯水中存在如下平衡：Cl₂+H₂O?HClO+HCl，盐酸的酸性比碳酸强，而HClO的酸性比碳酸弱，加入过量的CaCO₃与溶液中的HCl发生反应，使盐酸的浓度减小，平衡向正反应方向移动，最终生成HClO，
故答案为：在饱和氯水中存在如下平衡：Cl₂+H₂O?HClO+HCl，加入过量的CaCO₃与溶液中的HCl发生反应，使盐酸的浓度减小，平衡向正反应方向移动，最终生成HClO；
②由实验将滤液滴在有色布条上，发现其漂白性更强可知，除了溶解的极少量氯气外，还含有HClO，过量的CaCO₃与溶液中的HCl发生反应，还生成Ca（HCO₃）₂和CaCl₂，
故答案为：HClO、Ca（HCO₃）₂、CaCl₂；
③将滤液的第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀CaC0₃，反应的离子方程式为Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaC0₃↓+H₂O，
故答案为：Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaC0₃↓+H₂O．

点评 本题考查律氯气的性质以及氯水的性质，题目难度中等，本题注意过量碳酸钙与氯水反应的原理，此为解答该题的关键，本题易错点为（3）过量的CaCO₃与饱和氯水反应生成Ca（HCO₃）₂．