Question

15．較低溫度下，氯氣通入石灰乳中可制得漂白粉，該反應為放熱反應．某校甲、乙兩化學小組均用200mL 12mol/L鹽酸與17.4g MnO₂在加熱條件下反應制備氯氣，并將制備的氯氣與過量的石灰乳反應制取漂白粉，用稀NaOH溶液吸收殘余的氯氣．分析實驗結果發現：①甲、乙兩組制得的漂白粉中Ca（ClO）₂的質量明顯小于理論值．②甲組在較高溫度下將氯氣與過量的石灰乳反應，所制得的產品中Ca（ClO₃）₂的含量較高．試回答下列問題：
（1）上述實驗中理論上最多可制得Ca（ClO）₂多少克？
（2）實驗中所得到的Ca（ClO）₂的質量明顯小于理論值，試簡要分析其可能原因．

Answer 1

分析 （1）發生反應MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，進行過量計算，根據不足量的物質計算生成氯氣的物質的量，再根據2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O計算生成次氯酸鈣的質量；
（2）由題目信息可知，隨著反應進行，溫度升高，會產生副產物Ca（ClO₃）₂，Cl₂未與石灰乳完全反應，導致實際次氯酸鈣質量小于理論值．

解答 解：（1）n（HCl）=12mol/L×0.2L=2.4 mol，n（MnO₂）=17.4g÷87g/mol=0.2 mol，發生反應：MnO₂+4 HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，由于n（MnO₂）：n（HCl）=2.4 mol：0.2 mol=12：1＞4：1  所以濃HCl過量，故生成的n（Cl₂）=n（MnO₂）=0.2 mol，再根據2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，可知生成次氯酸鈣為0.2mol×$\frac{1}{2}$=0.1mol，次氯酸鈣的質量為0.1mol×143g/mol=14.3g，
答：理論最多可制得Ca（ClO）₂為14.3克．
（2）由題目信息可知，①隨著反應進行，溫度升高，會產生副產物Ca（ClO₃）₂，反應方程式為：6Cl₂+6Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5CaCl₂+Ca（ClO₃）₂+6H₂O；②Cl₂未與石灰乳完全反應，殘余氯氣被NaOH溶液吸收，反應方程式為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，導致實際次氯酸鈣質量小于理論值，
答：①隨著反應進行，溫度升高，會產生副產物Ca（ClO₃）₂，②Cl₂未與石灰乳完全反應，殘余氯氣被NaOH溶液吸收．

點評 本題考查化學方程式有關計算，側重考查學生對信息獲取與知識遷移運用，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．