Question

8．氯氣是一種重要的工業原料．
Ⅰ．實驗室可用二氧化錳和濃鹽酸反應制取氯氣，反應的化學方程式是MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
Ⅱ．某研究性學習小組查閱資料得知，漂白粉與硫酸反應可制取氯氣，化學方程式為：Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaSO₄+2Cl₂↑+2H₂O
他們利用該反應設計如下制取氯氣并驗證其性質的實驗．

回答下列問題：
（1）該實驗中A部分的裝置是b（填標號）．

（2）請你幫助他們設計一個實驗，證明洗氣瓶C中的Na₂SO₃已被氧化（簡述實驗步驟）：取少量溶液置于潔凈的試管中，向其中滴加稀鹽酸至不再產生氣體，再向其中滴入氯化鋇溶液，若產生白色沉淀，證明亞硫酸鈉被氧化．
（3）寫出D裝置中發生反應的離子方程式Cl₂+H₂O═H⁺+Cl^-+HClO；H⁺+HCO₃^-═CO₂↑+H₂O．
（4）該實驗存在明顯的缺陷，請你提出改進的方法應將尾氣通入NaOH溶液中．
（5）該小組又進行了如下實驗：稱取漂白粉2.0g，研磨后溶解，配制成250mL溶液，取出25mL加入到錐形瓶中，再加入過量的KI溶液和過量的H₂SO₄溶液，靜置．待完全反應后，用0.1mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液作標準液滴定反應生成的碘，已知反應方程式為：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，共用去Na₂S₂O₃溶液20.0mL．則該漂白粉中Ca（ClO）₂的質量分數為35.75%．．

Answer 1

分析 Ⅰ．二氧化錳和濃鹽酸反應制取氯氣、氯化錳和水；
Ⅱ．（1）根據所給Cl2的生成反應的反應物狀態和反應是否需要加熱選擇氣體發生裝置；
（2）Na₂SO₃氧化的產物為Na₂SO₄，確定存在SO₄^2-即可證明Na₂SO₃已部分被氧化．檢驗時，應取C中溶液少許于潔凈試管中，先加稀HCl至不再產生氣體以排除SO₃^2-的干擾，然后再加入BaCl₂溶液，若產生白色沉淀，則證明Na₂SO₃已部分被氧化；
（3）進入D的Cl₂與水反應的離子方程式為Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，HCl能與NaHCO₃反應，離子方程式為H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O，HClO因酸性比H₂CO₃弱而不能與NaHCO₃反應；
（4）NaHCO₃吸收Cl₂的能力有限，應將尾氣通入NaOH溶液中；
（5）依據關系式Ca（ClO）₂～2Cl₂～2I₂～4Na₂S₂O₃，計算次氯酸鈣的質量進而計算次氯酸鈣的質量分數．

解答 解：Ⅰ．二氧化錳和濃鹽酸反應制取氯氣、氯化錳和水，反應的方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
Ⅱ．（1）依據方程式MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O可知，反應物質為液體與固體，反應條件為加熱，應選屬于“固+液$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$氣”型的b；
故答案為：b；
（2）Na₂SO₃氧化的產物為Na₂SO₄，確定存在SO₄^2-即可證明Na₂SO₃已部分被氧化．檢驗時，應取C中溶液少許于潔凈試管中，先加稀HCl至不再產生氣體以排除SO₃^2-的干擾，然后再加入BaCl₂溶液，若產生白色沉淀，則證明Na₂SO₃已部分被氧化；
故答案為：取少量溶液置于潔凈的試管中，向其中滴加稀鹽酸至不再產生氣體，再向其中滴入氯化鋇溶液，若產生白色沉淀，證明亞硫酸鈉被氧化；
（3）進入D的Cl₂與水反應的離子方程式為Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，HCl能與NaHCO₃反應，離子方程式為H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O，HClO因酸性比H₂CO₃弱而不能與NaHCO₃反應；
故答案為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO；H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O；
（4）NaHCO₃吸收Cl₂的能力有限，應將尾氣通入NaOH溶液中；
故答案為：應將尾氣通入NaOH溶液中；
（5）依據題干給出方程式可得：Ca（ClO）₂～2Cl₂～2I₂～4Na₂S₂O₃，n[Ca（ClO）₂]=$\frac{1}{4}$n（Na₂S₂O₃）=20.0 mL×10^-3 L•mL^-1×0.1 mol•L^-1×$\frac{250mL}{25mL}$×$\frac{1}{4}$=0.005 mol，Ca（ClO）₂%=$\frac{0.005mol×143g/mol}{2.0g}$×100%=35.75%；
故答案為：35.75%；

點評 本題考查了氯氣的實驗室制備方法和性質的檢驗、有關方程式的計算，明確制備原理及性質是解題關鍵，題（5）注意把握各物質之間量的關系，題目難度中等．