Question

8．氯气是一种重要的工业原料．
Ⅰ．实验室可用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式是MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
Ⅱ．某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸反应可制取氯气，化学方程式为：Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaSO₄+2Cl₂↑+2H₂O
他们利用该反应设计如下制取氯气并验证其性质的实验．

回答下列问题：
（1）该实验中A部分的装置是b（填标号）．

（2）请你帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C中的Na₂SO₃已被氧化（简述实验步骤）：取少量溶液置于洁净的试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴入氯化钡溶液，若产生白色沉淀，证明亚硫酸钠被氧化．
（3）写出D装置中发生反应的离子方程式Cl₂+H₂O═H⁺+Cl^-+HClO；H⁺+HCO₃^-═CO₂↑+H₂O．
（4）该实验存在明显的缺陷，请你提出改进的方法应将尾气通入NaOH溶液中．
（5）该小组又进行了如下实验：称取漂白粉2.0g，研磨后溶解，配制成250mL溶液，取出25mL加入到锥形瓶中，再加入过量的KI溶液和过量的H₂SO₄溶液，静置．待完全反应后，用0.1mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液作标准液滴定反应生成的碘，已知反应方程式为：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，共用去Na₂S₂O₃溶液20.0mL．则该漂白粉中Ca（ClO）₂的质量分数为35.75%．．

Answer 1

分析 Ⅰ．二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气、氯化锰和水；
Ⅱ．（1）根据所给Cl2的生成反应的反应物状态和反应是否需要加热选择气体发生装置；
（2）Na₂SO₃氧化的产物为Na₂SO₄，确定存在SO₄^2-即可证明Na₂SO₃已部分被氧化．检验时，应取C中溶液少许于洁净试管中，先加稀HCl至不再产生气体以排除SO₃^2-的干扰，然后再加入BaCl₂溶液，若产生白色沉淀，则证明Na₂SO₃已部分被氧化；
（3）进入D的Cl₂与水反应的离子方程式为Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，HCl能与NaHCO₃反应，离子方程式为H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O，HClO因酸性比H₂CO₃弱而不能与NaHCO₃反应；
（4）NaHCO₃吸收Cl₂的能力有限，应将尾气通入NaOH溶液中；
（5）依据关系式Ca（ClO）₂～2Cl₂～2I₂～4Na₂S₂O₃，计算次氯酸钙的质量进而计算次氯酸钙的质量分数．

解答 解：Ⅰ．二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气、氯化锰和水，反应的方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
Ⅱ．（1）依据方程式MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O可知，反应物质为液体与固体，反应条件为加热，应选属于“固+液$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$气”型的b；
故答案为：b；
（2）Na₂SO₃氧化的产物为Na₂SO₄，确定存在SO₄^2-即可证明Na₂SO₃已部分被氧化．检验时，应取C中溶液少许于洁净试管中，先加稀HCl至不再产生气体以排除SO₃^2-的干扰，然后再加入BaCl₂溶液，若产生白色沉淀，则证明Na₂SO₃已部分被氧化；
故答案为：取少量溶液置于洁净的试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴入氯化钡溶液，若产生白色沉淀，证明亚硫酸钠被氧化；
（3）进入D的Cl₂与水反应的离子方程式为Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，HCl能与NaHCO₃反应，离子方程式为H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O，HClO因酸性比H₂CO₃弱而不能与NaHCO₃反应；
故答案为：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO；H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O；
（4）NaHCO₃吸收Cl₂的能力有限，应将尾气通入NaOH溶液中；
故答案为：应将尾气通入NaOH溶液中；
（5）依据题干给出方程式可得：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%；
故答案为：35.75%；

点评 本题考查了氯气的实验室制备方法和性质的检验、有关方程式的计算，明确制备原理及性质是解题关键，题（5）注意把握各物质之间量的关系，题目难度中等．