Question

某化學課外活動小組用濃鹽酸、MnO₂共熱制Cl₂，并用Cl₂和Ca(OH)₂反應制少量漂白粉，現已知反應2Cl₂＋2Ca(OH)₂=Ca(ClO)₂＋CaCl₂＋2H₂O，正反應為放熱反應，溫度稍高即發生副反應6Cl₂＋
6Ca(OH)₂=5CaCl₂＋Ca(ClO₃)₂＋6H₂O。甲、乙、丙三人分別設計三個實驗裝置，如下圖所示。

（1）請指出三個裝置各處的缺點或錯誤（如沒有可不填）
甲：_______________________________________________________；
乙：_______________________________________________________；
丙：_______________________________________________________。
（2）圖甲由A、B兩部分組成，乙由C、D、E三部分組成，丙由F、G組成，從上述甲、乙、丙三套裝置中選出合理的部分（按氣流從左到右的方向）組裝一套較完善的實驗裝置（填所選部分的編號） ___________________________________。
（3）實驗中若用12mol·L^－1的濃鹽酸100mL與足量的MnO₂反應，最終生成Ca（ClO）₂的物質的量總是小于0.15mol，其可能的主要原因是（假定各步反應均無反應物損耗且無副反應發生） _______________________________________________________。

Answer 1

（1）甲：①發生裝置錯誤，該裝置不能提供穩恒的氣流，且反應速率不便控制；②沒有尾氣吸收裝置，會污染環境。
乙：①沒有降溫裝置，易使溫度升高發生副反應，導致產物不純；②應換成U形管，改裝消石灰。
丙：①沒有降溫裝置，易使溫度升高發生副反應，導致產物不純；②沒有尾氣處理裝置，會污染環境。
（2）C（F）、B、E
（3）MnO₂只能氧化濃HCl，隨著反應的進行，c（Cl^－）減小，還原性減弱，反應不能繼續進行。

本題為制備實驗方案的評價與完善，目標產物為漂白粉，由題給信息知反應必須在低溫條件下進行且原料氣為Cl₂，故制備裝置必須能提供穩恒的氯氣流且必須有尾氣吸收裝置，據此可評價甲、乙、丙三套實驗裝置的優缺點。取三套裝置的優點即為制備漂白粉的最佳裝置。