Question

（2010?伊春模拟）饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HClO溶液的方法之一．某科研小组报道了如下实验研究：
实验一、定性研究：
①在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20mL饱和氯水，充分反应，有少量气泡产生，溶液浅黄绿色褪去；
②过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其比氯水的漂白性更强；
③为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：
第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；第二份与稀盐酸混合，立即产生大量无色气体；将第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生．经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO₂．
请回答：
（1）请写出实验室制备氯气的离子方程式

MnO₂+4H⁺+2Cl^-═Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O

；
（2）反应后所得的溶液漂白性增强的原因是

碳酸钙消耗了氯水中的H⁺，使Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO平衡正向移动，HClO浓度大，漂白效果增强

；
实验二、定量研究：
在圆底烧瓶底部，有一用塑料网包住的过量块状碳酸钙和150mL饱和氯水，按如图所示装置实验，待不再产生气泡后，将塑料网中剩余的石灰石提出液面，密封后再加热、煮沸烧瓶中的液体，直到量筒中的气体不再增加．请回答：
（3）为减少用装置Ⅲ收集气体过程中CO₂因溶解而造成的损失，且水槽中仍然为水，请你对装置Ⅲ进行改进，最简单的方法是

在导管末端再连接长导管，使导管的出口接近量筒底部

（4）用改进后的装置进行上述实验，测得塑料网内的碳酸钙质量减少A　g，总共收集到标准状况下的CO₂气体B L，发现

BL

22.4L/mol

明显小于

Ag

100g/mol

．若不考虑实验操作和CO₂的溶解等因素造成的误差，从化学反应原理来看，导致这一大小关系的原因是

有部分碳酸钙与氯水反应生成了Ca（HCO₃）₂，从而使生成的CO₂少于减少的CaCO₃的物质的量

；
（5）实验后发现，装置Ⅱ中的液体增多了，其原因是

从圆底烧瓶蒸出的水蒸气在广口瓶中冷凝、聚集

．

Answer 1

分析：（1）根据二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水进行解答；
（2）根据氯水中存在平衡移动，HClO浓度大，漂白效果好进行解答；
（3）从二氧化碳微溶于水的角度分析；
（4）根据消耗的碳酸钙没有全部生成二氧化碳气体进行解答；
（5）根据圆底烧瓶蒸出的水蒸气在广口瓶中凝结为液体，水导致装置Ⅱ中的液体增多进行解答．

解答：解：（1）二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水，离子反应为MnO₂+4H⁺+2Cl^-═Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-═Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）氯水中存在平衡移动，碳酸钙消耗了氯水中的H⁺，使Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO平衡正向移动，HClO浓度大，漂白效果增强，
故答案为：碳酸钙消耗了氯水中的H⁺，使Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO平衡正向移动，HClO浓度大，漂白效果增强；
（3）因二氧化碳微溶于水，并且压强越大，气体的溶解度越大，为减少因二氧化碳的溶解而导致二氧化碳的损失，可使导管的出口接近量筒底部，减小二氧化碳的溶解，故答案为：在导管末端再连接长导管，使导管的出口接近量筒底部；
（4）因为碳酸钙是过量的，碳酸钙和二氧化碳和水反应生成了可溶于水的碳酸氢钙，受热时，除生成 CO₂外，还生成了CaCO₃，所以生成气体的物质的量明显小于固体的物质的量，
故答案为：有部分碳酸钙与氯水反应生成了Ca（HCO₃）₂，从而使生成的CO₂少于减少的CaCO₃的物质的量；
（5）圆底烧瓶蒸出的水蒸气在广口瓶中凝结为液体，水导致装置Ⅱ中的液体增多了，故答案为：从圆底烧瓶蒸出的水蒸气在广口瓶中冷凝、聚集．

点评：该题综合性较强，在定性研究中要求考生熟练掌握化学平衡移动和书写化学方程式，而在定量研究中则以简答题的形式要求考生答对和答全有关实验操作基本技术问题并进一步的思考实验现象的原因，较大程度地造成答案的难以确定和完整，题目难度较大．