Question

13．某学生设计如图所示的实验装置，利用氯气与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉（这是一个放热反应）．请回答下列问题：

（1）A、B中的反应物分别是浓盐酸和MnO₂．写出所发生的化学方程式MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，进入装置C的气体中所含杂质是HCl、H₂O．
（2）漂白粉的有效成分是Ca（ClO）₂（填化学式）；D中所发生的化学反应的离子方程式是 Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（3）此实验所得漂白粉的Ca（ClO）₂产率偏低．该学生经分析并查阅资料发现，主要原因是在U形管中还存在两个副反应：
①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca（ClO₃）₂，为避免此副反应的发生，可采取的措施是将U型管置于冷水浴中
②为避免另一副反应的发生，应采取的措施是在B、C之间连接一个盛有饱和食盐水的洗气瓶．
（4）若将该实验中残留的Cl₂，缓慢通入KI溶液至过量，则溶液先变黄后变无色，且可检测到HIO₃；写出并配平该“变无色”反应的化学方程式：5Cl₂+I₂+6H₂O→2HIO₃+10HCl若将KI改为KBr溶液，则溶液变为橙黄色，未检测到HBrO₃的存在．由上述事实推测，Cl₂、HIO₃、HBrO₃的氧化性由强到弱的次序是HBrO₃＞Cl₂＞HIO₃．

Answer 1

分析 （1）浓盐酸与二氧化锰在加热条件下生成氯化锰和氯气；浓盐酸易挥发，制得的氯气中混有氯化氢气体和水蒸气；
（2）漂白粉的有效成分为次氯酸钙；氯气有毒，用氢氧化钠吸收，生成氯化钠和次氯酸钠；
（3）因为温度高时易生成Ca（ClO₃）₂，所以避免此反应发生可以采取降温措施，盐酸易挥发，氯化氢与氢氧化钙反应；
（4）由题目信息可知，Cl₂将溶液中的I₂氧化成HIO₃，自身被还原为HCl，配平书写方程式；氧化剂和还原剂反应生成氧化产物和还原产物，氧化剂氧化性大于氧化产物的氧化性，以此分析．

解答 解：（1）A、B中的反应物分别是浓盐酸和MnO₂．发生的化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；浓盐酸易挥发，制得的氯气中混有氯化氢气体和水蒸气；
故答案为：MnO₂+4HCl（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；HCl；H₂O；
（2）漂白粉的有效成分为次氯酸钙Ca（ClO）₂；D中为氢氧化钠，吸收氯气，发生的离子方程式为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
故答案为：Ca（ClO）₂；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）①温度较高时氯气与消石灰反应生成了Ca（ClO₃）₂，为避免副反应发生，应该降低温度，所以可以采取将U型管置于冷水浴中的措施；
故答案为：将U型管置于冷水浴中；
②盐酸易挥发，加热过程中生成的氯气中含有氯化氢，氯化氢能和碱反应，所以反应方程式为：Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O，为避免副反应发生，可以在B、C之间连接一个盛有饱和食盐水的洗气瓶；
故答案为：在B、C之间连接一个盛有饱和食盐水的洗气瓶；
（4）由题目信息可知，Cl₂将溶液中的I₂氧化成HIO₃，自身被还原为HCl，反应方程式为：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl，碘被氧化生成生成HIO₃，说明氧化性Cl₂＞HIO₃，KI溶液换成KBr溶液，滴加氯水，溶液呈橙黄色；滴加氯水至过量，颜色没有变化，可说明氯气不未检测到HBrO₃的存在，能将溴进一步氧化，说明氧化性HBrO₃＞Cl₂，则有HBrO₃＞Cl₂＞HIO₃；
故答案为：6H₂O；2HIO₃+10HCl；橙黄；HBrO₃＞Cl₂＞HIO₃．

点评 本题考查了物质的制备，涉及了氯气的实验室制法、气体除杂、尾气的处理、氧化性强弱比较及应用等知识点，为高考频点，注意对基础知识的掌握．