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某学生设计如图甲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),据此回答下列问题:
(1)A仪器的名称是______,D的作用______.
(2)漂白粉将在U型管中产生,其化学反应方程式是______.
(3)有同学建议在两个橡皮套管内的玻璃管口应尽量紧靠,原因是______
(4)此实验结果所得Ca(ClO)2产率太低.经分析并查阅资料发现主要原因是在U型管中存在两个副反应:1度较高时氯气与消石灰反应生成了Ca(ClO32,为避免此副反应的发生,可采取的措施是______,有同学测出了反应后溶液中ClO-、ClO3-两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的关系曲线,粗略表示为如图乙(不考虑氯气和水的反应).
a、图中曲线I表示______离子的物质的量随反应时间变化的关系.
b、所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为______mol.
c、另取一份与②等物质的量的石灰乳,以较大的速率通入足量氯气,反应后测得产物中Cl-的物质的量为0.37mol,则产物中n(ClO-)/n(ClO3-)=______
②试判断另一个副反应是(写出此反应方程式)______;为避免此副反应发生,可采取的措施是______

【答案】分析:(1)依据装置仪器和流程分析回答判断;
(2)工业制取漂白粉的反应原理书写反应的化学方程式;
(3)在两个橡皮套管内的玻璃管口应尽量紧靠,因为氯气是强氧化剂能氧化橡胶管;
(4)①因为温度高时易生成Ca(ClO32,所以避免此反应发生可以采取降温措施;
a、当温度低时,氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙;当温度高时,生成氯酸钙和氯化钙,根据温度高低来判断属于哪种离子;
b、根据氧化还原反应中得失电子数相等计算氯离子的物质的量,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;
c、另取一份与②等物质的量的石灰乳,以较大的速率通入足量氯气,反应后测得产物中Cl-的物质的量为0.37mol,依据氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯元素的物质的量比为1:2,结合b计算得到氢氧化钙物质的量计算氯元素物质的量,依据氧化还原反应电子守恒,生成产物中氯元素守恒列式计算;
②装置中无氯气的除杂装置,挥发出的氯化氢会和氢氧化钙反应;
解答:解:(1)装置中添加浓盐酸通过分液漏斗;氯气有毒,不能排放到空气中,氢氧化钠溶液的作用是吸收过量的氯气;故答案为:分液漏斗;吸收尾气;
(2)漂白粉将在U形管中产生,是氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙、水;其化学方程式为:2Cl2 +2Ca(OH)2=CaCl2 +Ca(ClO)2 +2H2O;
故答案为:2Cl2 +2Ca(OH)2=CaCl2 +Ca(ClO)2 +2H2O;
(3)Cl2易腐蚀橡皮塞,在两个橡皮套管内的玻璃管口应尽量紧靠,故答案为:Cl2易腐蚀橡皮塞;
(4)①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO32,为避免此副反应的发生,用冰水或冷水冷却;
a、当温度低时,氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙;当温度高时,生成氯酸钙和氯化钙,刚开始反应时,温度较低,氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙,所以图2中曲线I表示离子ClO-的物质的量随反应时间变化的关系;
b、根据氧化还原反应中得失电子数相等计算氯离子的物质的量,设氯离子的物质的量为n,则n×1=0.10mol×1+0.05mol×5=0.35mol,含氯元素的物质的量=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;
c、取一份与②等物质的量的石灰乳,物质的量为0.25mol,根据氧化还原反应中得失电子数相等,生成氯离子得到电子和生成次氯酸根和氯酸根失去的电子守恒,设n(ClO-)=x,n(ClO3-)=y;则得到:①0.37=x×1+y×5;依据氯化钙、次氯酸钙、氯酸钙中钙离子和含氯元素的物质的量比为1:2,得到氯元素物质的量为0.5mol;②x+y+0.37=0.5;①②联立得到:
x=0.07mol,y=0.06mol;则n(ClO-)/n(ClO3-)=7:6;
故答案为:ClO-;0.25;7:6
②装置中无氯气的除杂装置,挥发出的氯化氢会和氢氧化钙反应,反应的化学方程式为:2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O;需要在发生装置和U型管之间放饱和氯化钠溶液,吸收氯气中的氯化氢气体;
故答案为:2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O;发生装置和U型管之间放饱和氯化钠溶液;
点评:本题考查了实验室制漂白粉的装置分析和制备条件判断,温度不同产物不同,图象分析是解题关键,通过氧化还原反应的电子守恒计算应用是解题关键,实验装置和步骤的分析需要熟练掌握实验基本操作,题目难度较大.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

某学生设计如图甲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),据此回答下列问题:
(1)A仪器的名称是
分液漏斗
分液漏斗
,D的作用
吸收尾气
吸收尾气

(2)漂白粉将在U型管中产生,其化学反应方程式是
2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O

(3)有同学建议在两个橡皮套管内的玻璃管口应尽量紧靠,原因是
Cl2易腐蚀橡皮塞
Cl2易腐蚀橡皮塞

(4)此实验结果所得Ca(ClO)2产率太低.经分析并查阅资料发现主要原因是在U型管中存在两个副反应:1度较高时氯气与消石灰反应生成了Ca(ClO32,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
将U型管置于冷水浴中
,有同学测出了反应后溶液中ClO-、ClO3-两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的关系曲线,粗略表示为如图乙(不考虑氯气和水的反应).
a、图中曲线I表示
ClO-
ClO-
离子的物质的量随反应时间变化的关系.
b、所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为
0.25
0.25
mol.
c、另取一份与②等物质的量的石灰乳,以较大的速率通入足量氯气,反应后测得产物中Cl-的物质的量为0.37mol,则产物中n(ClO-)/n(ClO3-)=
7:6
7:6

②试判断另一个副反应是(写出此反应方程式)
2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O
2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O
;为避免此副反应发生,可采取的措施是
发生装置和U型管之间放饱和氯化钠溶液
发生装置和U型管之间放饱和氯化钠溶液

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科目:高中化学 来源:2012-2013学年河南省偃师高级中学高一下学期第二次月考化学试卷(带解析) 题型:实验题

I甲、乙、丙三位同学分别用如下三套实验装置及化学药品(其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。请你参与探究,并回答下列问题:

(1)三位同学制取氨气的化学方程式为:_____________________________________________。
(2)三位同学用上述装置制取氨气时,其中乙同学没有收集到氨(如果他们的实验操作都正确),你认为收集不到氨气的主要原因是_____________________________________(用化学方程式表示)。
(3)检验氨气是否收集满的方法是(简述操作方法、现象和结论)_______________________
II某校化学小组学生设计如图装置(图中铁夹等夹持装置已略去)进行氨气催化氧化的实验。

(4)用装置A制取纯净、干燥的氨气,大试管内是碳酸盐;碱石灰的作用是__________________________________。
(5)将产生的氨气与过量的氧气通到装置B(催化剂为铂石棉)中,用酒精喷灯加热:氨催化氧化的化学方程式是_______________;试管内气体变为红棕色,该反应的化学方程式是_________________。

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科目:高中化学 来源:2015届河南省高一下学期第二次月考化学试卷(解析版) 题型:实验题

I甲、乙、丙三位同学分别用如下三套实验装置及化学药品(其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。请你参与探究,并回答下列问题:

(1)三位同学制取氨气的化学方程式为:_____________________________________________。

(2)三位同学用上述装置制取氨气时,其中乙同学没有收集到氨(如果他们的实验操作都正确),你认为收集不到氨气的主要原因是_____________________________________(用化学方程式表示)。

(3)检验氨气是否收集满的方法是(简述操作方法、现象和结论)_______________________

II某校化学小组学生设计如图装置(图中铁夹等夹持装置已略去)进行氨气催化氧化的实验。

(4)用装置A制取纯净、干燥的氨气,大试管内是碳酸盐;碱石灰的作用是__________________________________。

(5)将产生的氨气与过量的氧气通到装置B(催化剂为铂石棉)中,用酒精喷灯加热:氨催化氧化的化学方程式是_______________;试管内气体变为红棕色,该反应的化学方程式是_________________。

 

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

某学生设计如图甲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),据此回答下列问题:
(1)A仪器的名称是______,D的作用______.
(2)漂白粉将在U型管中产生,其化学反应方程式是______.
(3)有同学建议在两个橡皮套管内的玻璃管口应尽量紧靠,原因是______
(4)此实验结果所得Ca(ClO)2产率太低.经分析并查阅资料发现主要原因是在U型管中存在两个副反应:1度较高时氯气与消石灰反应生成了Ca(ClO32,为避免此副反应的发生,可采取的措施是______,有同学测出了反应后溶液中ClO-、ClO3-两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的关系曲线,粗略表示为如图乙(不考虑氯气和水的反应).
a、图中曲线I表示______离子的物质的量随反应时间变化的关系.
b、所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为______mol.
c、另取一份与②等物质的量的石灰乳,以较大的速率通入足量氯气,反应后测得产物中Cl-的物质的量为0.37mol,则产物中n(ClO-)/n(ClO3-)=______
②试判断另一个副反应是(写出此反应方程式)______;为避免此副反应发生,可采取的措施是______

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