Question

【题目】某化学小组在实验室制取漂白粉，并探究氯气与石灰乳反应条件和产物。

已知：①二氧化锰与浓盐酸反应可制备氯气，同时生成MnCl2

②氯气和碱的反应为放热反应。温度较高时，氯气和碱还能发生如下反应：3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O

该兴趣小组设计了如图实验装置，进行实验。

请回答下列问题：

（1）①甲装置用于制备氯气，其发生反应的离子方程式为______________乙装置的作用是 _____________

②实验室用足量NaOH溶液吸收从浓盐酸和MnO2反应体系中导出的气体。当吸收温度不同时，生成的产物可能是NaClO、NaClO3、NaCl中的两种或三种。下列说法不正确的是___________。（填字母）

A．若产物为NaClO3、NaCl，则参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5

B．若产物为NaClO、NaCl，则吸收后的溶液中c(ClO-)=c(Cl-)

C．若产物为NaClO、NaClO3、NaCl，则NaOH与Cl2相互反应的物质的量之比为2∶1

（2）小组成员发现，产物中Ca(ClO)2的质量明显小于理论值。他们讨论后认为，其可能原因是部分氯气未与石灰乳反应而逸出，以及温度升高。为了探究反应条件对产物的影响，他们另取一定量的石灰乳，缓慢匀速地通入足量氯气，得出了Ca(ClO)2、Ca(ClO3)2两种物质的物质的量（n）与反应时间（t）的关系曲线，粗略表示为如图(不考虑氯气和水的反应)。则所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为______________mol；

Answer 1

【答案】MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 除去氯气中混有的氯化氢 AB 0.25

【解析】

(1)①二氧化锰与浓盐酸反应可制备氯气，同时生成MnCl2，据此写出离子反应方程式；氯气中含有HCl，HCl能和石灰乳生成氯化钙而减少次氯酸钙的产率；

②从浓盐酸和MnO2反应体系中导出的气体中含有氯气和HCl气体；

(2)根据氧化还原反应中得失电子数相等计算n(Cl-)，然后根据含氯化合物中钙离子和阴离子的个数比计算氢氧化钙的物质的量；

(1)①制取氯气的离子反应方程式为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；氯气中含有HCl，HCl能和石灰乳生成氯化钙而减少次氯酸钙的产率，HCl极易溶于水，且饱和氯化钠溶液能抑制氯气溶解，所以用饱和氯化钠溶液除去氯气中的HCl，故答案为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；除去氯气中混有的氯化氢；
②A．根据方程式：3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为5：1；故A错误；
B．导出的气体含氯气、HCl，而氯气与氢氧化钠反应生成等物质的量的次氯酸和盐酸，所以则吸收后的溶液中n(ClO-)＜n(Cl-)，故B错误；
C．NaOH与Cl2相互反应生成氯化钠、次氯酸钠、氯酸钠，由组成可知钠与氯的物质的量之比为1：1，所以NaOH与Cl2相互反应的物质的量之比一定为2：1，故C正确。
故答案为：AB；

(2)根据氧化还原反应中得失电子数相等计算n(Cl-)，设被还原生成的n(Cl-)为n，则n×1=0.10mol×1+0.05mol×5=0.35mol，含n(Cl)为：0.35mol+0.1mol+0.05mol=0.5mol，氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯离子的个数比为1：2，所以所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为0.25mol，故答案为：0.25；