Question

【題目】某學(xué)生設(shè)計(jì)如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，利用氯氣與潮濕的消石灰反應(yīng)制取少量漂白粉(這是一個(gè)放熱反應(yīng))。回答下列問題：

(1)在A裝置中用固體二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下制取氯氣，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式并用雙線橋法表示出反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目_____________________；若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到22.4 L氯氣，則被氧化的HCl的物質(zhì)的量是______。

(2)漂白粉將在U形管中產(chǎn)生，其化學(xué)方程式是______________。

(3)C裝置的作用是_______________________________________。

(4)此實(shí)驗(yàn)所得漂白粉的有效成分偏低，該學(xué)生經(jīng)分析并查閱資料發(fā)現(xiàn)，主要原因是在U形管中還存在兩個(gè)副反應(yīng)。

①溫度較高時(shí)氯氣與消石灰反應(yīng)生成Ca(ClO3)2，為避免此副反應(yīng)的發(fā)生，可采取的措施是______________________________________________________________。

②試判斷另一個(gè)副反應(yīng)__________________________________(用化學(xué)方程式表示)。為避免此副反應(yīng)的發(fā)生，可將裝置做何改進(jìn)________________________________。

Answer 1

【答案】＋2H2O2 mol2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O吸收未反應(yīng)完的氯氣，防止污染空氣冷卻B裝置(將B裝置放在冷水中)2HCl＋Ca(OH)2===CaCl2＋2H2O　在A與B之間連接一個(gè)裝有飽和氯化鈉溶液的洗氣瓶

【解析】

（1）二氧化錳與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O，Mn元素化合價(jià)由+4價(jià)降低到+2價(jià)，所以二氧化錳為氧化劑，Cl元素化合價(jià)由-1價(jià)升高，HCl為還原劑，因此該反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目可表示為＋2H2O；若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到22.4 L氯氣即1mol氯氣，根據(jù)氯原子守恒可知被氧化的HCl的物質(zhì)的量是2mol；

（2）漂白粉將在U形管中產(chǎn)生，其化學(xué)方程式是2Cl2＋2Ca(OH)2＝CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。

（3）氯氣有毒需要尾氣處理，則C裝置的作用是吸收未反應(yīng)完的氯氣，防止污染空氣。

（4）①由題意可知，溫度較高時(shí)容易發(fā)生副反應(yīng)，所以避免此副反應(yīng)的發(fā)生，應(yīng)該降低體系的溫度，因此可以冷卻B裝置(將B裝置放在冷水中)；

②由于生成的氯氣中含有揮發(fā)出的氯化氫，氯化氫能與氫氧化鈣反應(yīng)，則另一個(gè)副反應(yīng)為2HCl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2H2O。為避免此副反應(yīng)的發(fā)生，需要除去氯化氫，則可在A與B之間連接一個(gè)裝有飽和氯化鈉溶液的洗氣瓶。