Question

20．對SO₂與漂白粉的反應進行實驗探究，實驗過程如下：取10克漂白粉固體，加入250mL水中，部分固體溶解溶液略有顏色，過濾后用潔凈的玻璃棒沾取濾液到pH試紙上，發現pH試紙先變藍（約為12）后褪色．回答下列問題：
（1）工業制取漂白粉的化學方程式是2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O漂白粉在空氣中變質的原因Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O=CaCO₃+2HClO（用化學反應方程式說明）
（2）pH試紙顏色的變化說明漂白粉溶液具有的性質是堿性和漂白性，ClO₂和漂白粉一樣也具有強氧化性，其消毒效率（以單位物質的量得電子的數目表示）是Cl₂的2.5  倍；
（3）將SO₂持續通入漂白粉溶液中，發現澄清透明的溶液先變為黃綠色，隨后溶液中產生大量白色沉淀且黃綠色褪去．回答下列問題：
①澄清透明溶液變為黃綠色的可能原因是：隨溶液酸性的增強，漂白粉的有效成分和C1^-發生反應．通過進一步實驗確認了這種可能性，其實驗方案是：向漂白粉溶液中逐滴滴入硫酸，觀察溶液顏色是否變為黃綠色；
②用離子方程式解釋現象中黃綠色褪去的原因：Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-
③SO₂與漂白粉的有效成分在酸性條件下反應的離子方程式：2SO₂+Ca²⁺+2ClO^-+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+CaSO₄↓+SO₄^2-．

Answer 1

分析 （1）氯氣與石灰乳制備漂粉，漂白粉在空氣中與二氧化碳、水反應生成HClO可變質；
（2）pH試紙先變藍（約為12）后褪色，則溶液具有堿性、漂白性；利用電子轉移計算消毒效率；
（3）SO₂持續通入漂白粉溶液中，發現澄清透明的溶液先變為黃綠色，隨后溶液中產生大量白色沉淀且黃綠色褪去，黃綠色氣體為氯氣，白色沉淀為硫酸鈣，
①溶液酸性的增強，漂白粉的有效成分和C1^-發生反應，則需要加酸；
②氯氣與二氧化硫反應；
③SO₂與漂白粉的有效成分在酸性條件下，發生氧化還原反應．

解答 解：（1）利用氫氧化鈣和氯氣發生反應生成次氯酸鈣、氯化鈣和水，反應的化學方程式為2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，漂白粉在空氣中與二氧化碳、水反應生成HClO可變質，發生的反應為Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O=CaCO₃+2HClO，
故答案為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；Ca（ClO）₂+CO₂+H₂O=CaCO₃+2HClO；
（2）pH試紙先變藍（約為12）后褪色，則溶液具有堿性、漂白性；ClO₂和漂白粉一樣也具有強氧化性，其消毒效率（以單位物質的量得電子的數目表示）是Cl₂的$\frac{1mol×[4-（-1）]}{1mol×2×[0-（-1）]}$=2.5倍，
故答案為：堿性和漂白性；2.5；
（3）SO₂持續通入漂白粉溶液中，發現澄清透明的溶液先變為黃綠色，隨后溶液中產生大量白色沉淀且黃綠色褪去，黃綠色氣體為氯氣，白色沉淀為硫酸鈣，
①進一步實驗確認了這種可能性，其實驗方案是向漂白粉溶液中逐滴滴入硫酸，觀察溶液顏色是否變為黃綠色，
故答案為：向漂白粉溶液中逐滴滴入硫酸，觀察溶液顏色是否變為黃綠色；
②用離子方程式解釋現象中黃綠色褪去的原因為Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-，故答案為：Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-；
③SO₂與漂白粉的有效成分在酸性條件下反應的離子方程式為2SO₂+Ca²⁺+2ClO^-+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+CaSO₄↓+SO₄^2-，
故答案為：2SO₂+Ca²⁺+2ClO^-+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+CaSO₄↓+SO₄^2-．

點評 本題考查二氧化硫和氯氣的化學性質，為高頻考點，綜合考查元素化合物知識，把握物質的性質、實驗設計及現象與結論的關系為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的綜合考查，題目難度不大．