高中化学沪科技版(2020)必修第一册次氯酸和次氯酸盐精品课时作业
展开2.1.3 氯的化合物
【师】根据你的观察,你家里使用最多的消毒用品有哪些?
【生】酒精、84消毒液、漂白粉,……
【师】你知道84消毒液的有效成分吗?
【生】次氯酸钠
【师】是的,但次氯酸钠在起作用的时候,也要再转化为次氯酸。那么,为什么我们不直接使用次氯酸?84消毒液是怎么制备的?它又是怎样起杀菌消毒作用的?这节课我们主要解决这些问题。
学习聚焦
知识精讲
知识点01 氯化氢
氯化氢是有刺激性气味的无色气体,极易溶于水。工业上常用氯气在氢气中燃烧来制备氯化氢,氯化氢溶于水后得到的溶液就是盐酸。
说明
1.通常状况下,1体积水大约能溶解500体积的氯化氢。
2.工业上制氯化氢时,氢气稍过量,以保证氯气完全反应。
3.盐酸有挥发性。
【即学即练1】(上海市市南中学期中)下列装置中不可用来吸收HCl的是
A B C D
【答案】A
【解析】氯化氢气体极易溶于水,A装置会引起倒吸。
知识点02 次氯酸的性质
次氯酸是一种很弱的酸,具有强氧化性,能杀死水中的细菌,起到消毒作用。次氯酸能使染料和有机色质褪色,可用作棉、麻和纸张等的漂白剂。次氯酸不稳定,易分解生成氧气,故一般只存在于稀溶液中。在阳光的照射下,次氯酸的分解速度加快。
2HClO2HCl + O2↑
说明
1.Cl2O与水反应也可制取次氯酸。
2.要使氯水中的次氯酸浓度增大,可在氯水中加入碳酸钙粉末或碳酸氢钠粉末。
3.由于氯水中的次氯酸分解,所以久置氯水就是稀盐酸。
【即学即练2】(上海市风华中学单元测)可以证明次氯酸是弱酸的事实是
A.可以与碱反应 B.Ca(ClO)2能与碳酸反应
C.HClO见光易分解 D.HClO具有漂白性
【答案】B
【解析】Ca(ClO)2能与碳酸反应,生成次氯酸,该反应属于复分解反应,原理是较强的酸制较弱的酸,所以次氯酸是比碳酸还要弱的酸。答案为B。
知识点03 次氯酸盐的制备
由于次氯酸不稳定,工业上一般把它转化为比较稳定的次氯酸盐。
工业中,用氯气与氢氧化钠生产次氯酸钠(即84消毒液),用氯气与消石灰制成漂白粉,这些制品常用作漂白剂和消毒剂。
Cl2 + 2NaOH =NaCl + NaClO + H2O
2Cl2 + 2Ca(OH)2 =CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
说明
1.次氯酸盐的制备原理:氯气+碱→盐酸盐+次氯酸盐
2.84消毒液的有效成份是次氯酸钠,其中还含有氯化钠
3.漂白粉的有效成份是次氯酸钙,主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有时还含有Ca(OH)2。
【即学即练3】(上海市市西中学期中)将Cl2制成漂白粉的主要目的是
A.增强漂白和消毒作用 B.使它转化为较稳定物质,便于保存和运输
C.使它转化为较易溶于水的物质 D.增加氯的百分含量,有利于漂白、消毒
【答案】B
【解析】Cl2与水反应能生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,但次氯酸不稳定,所以工业上往往把次氯酸转化为较稳定的次氯酸盐,如制成漂白粉。答案为B
知识点04 次氯酸盐的性质
次氯酸盐稳定性较好,水溶液一般呈碱性,能与较强的酸反应生成次氯酸。
Ca(ClO)2 + 2HCl = CaCl2 + 2HClO
Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2HClO
说明
1.次氯酸盐的生效原理:次氯酸盐+酸→盐+次氯酸
2.在日常生活中,要加快漂白剂的漂白速率,可加入白醋(含醋酸)、雪碧或可乐(含碳酸);
3.也可以使用稀盐酸与漂白剂反应,生成次氯酸而漂白或杀菌消毒,但不能使用浓盐酸(洁厕灵中含较浓的盐酸),因为浓盐酸会与漂白剂反应生成氯气而产生危险。
【即学即练4】(上海市奉贤致远高中)有关漂白粉的下列说法,错误的是
A.漂白粉是混合物,其有效成分是次氯酸钙
B.为了增强漂白粉漂白效果,使用时可加少量盐酸
C.漂白粉性质稳定,可敞口放置
D.漂白粉可与CO2 H2O 反应,由此可判断次氯酸的酸性弱于碳酸
【答案】C
【解析】对于选项C,如果漂白粉在空气中敞口放置,会与空气中的CO2和H2O反应,生成次氯酸,次氯酸再进一步分解,从而使漂白粉变质。答案为C。
常见考法
常见考法一 氯化氢和盐酸的性质
【例1】(上海市敬业中学期中)氯化氢气体的喷泉实验能够证明氯化氢极易溶于水。
(1)用图1装置进行喷泉实验,上部烧瓶已装满氯化氢,引发水上喷的操作是先挤压胶头滴管,再打开止水夹。 该实验的原理是 。
(2)如果只提供如图2的装置,请说明引发喷泉的操作方法 。
【答案】(1)氯化氢极易溶于水,使圆底烧瓶内气体压强迅速减小。
(2)打开止水夹,用热毛巾捂住圆底烧瓶一会儿,等导管口产生一串气泡后,取下热毛巾,即可形成喷泉。
必杀技
氯化氢是极易溶于水的气体,有刺激性气味,其水溶液是盐酸,盐酸是有挥发性的强酸。
【同步练习1】(上海市久隆模范期中)如图的锥形瓶内充满干燥的气体X,滴管内盛有液体Y,将滴管内的液体挤压到锥形瓶中,轻轻振荡,一会儿可见小气球a明显膨胀,下列X和Y的组合可能是
X
Y
A
HCl
饱和NaCl溶液
B
CO2
饱和NaHCO3溶液
C
Cl2
饱和NaCl溶液
D
H2
饱和NaOH溶液
【答案】A
【解析】选项A,饱和NaCl溶液中有水,HCl气体极易溶于水,使锥形瓶内气体的压强迅速减小,引导了气球的膨胀,选项B、C、D中的气体都不能被相应的溶液吸收,气球不会膨胀。答案为A。
常见考法二 次氯酸的性质
【例2】(上海市奉贤致远高中)有关次氯酸说法正确的是
A. 沸点很高 B. 酸性很强 C. 稳定性好 D. 氧化性强
【答案】D
【解析】次氯酸具有不稳定性、弱酸性、强氧化性。答案为D。
必杀技
【同步练习2】(上海市市八中学期中)下列关于氯水的叙述,不正确的是
A. 新制的氯水呈很浅的黄绿色,可能是因为含有氯气分子的缘故
B. 新制的氯水可使蓝色的石蕊试纸先变红后褪色
C. 氯水放置数天后酸性将有所增强
D. 光照氯水有气泡逸出,该气体是氯气和氯化氢
【答案】D
【解析】氯水中有次氯酸,次氯酸光照会分解,生成氧气,所以光照氯水逸出的气泡是氧气。
常见考法三 84消毒液
【例3】84消毒液是一种高效消毒剂,其主要成分是NaClO。对84消毒液的叙述错误的是
A.ClO—能转化为具有杀菌消毒能力的HClO
B.加少量NaOH可提高其杀菌效果
C.应低温、避光、密封保存
D.使用时空气中的CO2会参与反应
【答案】B
【解析】NaClO与酸反应能生成次氯酸,从而有杀菌效果,如果加碱,会减弱杀菌效果。答案为B。
必杀技
1.84消毒液是一种以次氯酸钠为主要成分的含氯消毒剂,呈碱性,次氯酸钠具有强氧化性,可与较强的酸反应生成次氯酸。
2.制备原理:Cl2 + 2NaOH =NaCl + NaClO + H2O
3.在空气中的生效原理:NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO
【同步练习3】(上海市南汇中学期末)用石墨作电极电解饱和食盐水可制取84消毒液,简易装置如右图所示。下列说法正确的是
A.a为电源的负极
B.氢气是阳极产物
C.电解过程中,c(Na+)保持不变
D.电解结束后,用pH试纸测定溶液的pH不变
【答案】A
【解析】选项A,要生成84消毒液,应该让氯气在玻璃管的下端产生,氢氧化钠在上端生成,这样,两物质便可充分接触生成次氯酸钠。所以,玻璃管下端的电极是阳极,与之相连的b是正极;玻璃管上端的电极是阴极,与之相连的a为电源的负极,A正确。选项B,氢气是阴极产物,B错。选项C,在电解过程中,由于消耗了水,而Na+的物质的量不变,必然导致c(Na+)增大,C错。选项D,由于生成物中有NaOH,电解后溶液的pH会增大,D错。答案为A。
常见考法四 漂白粉
【例4】(上海市奉贤致远高中)漂粉精暴露在潮湿的空气中易失效,其原因与下列叙述无关的是
A.HClO的酸性比H2CO3弱 B.Ca(ClO)2能与碳酸反应
C.HClO见光易分解 D.Ca(ClO)2是正盐
【答案】D
必杀技
1.漂白粉的有效成份是次氯酸钙,主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有时还含有Ca(OH)2。
2.漂白粉与较强的酸反应生成HClO,从而具有漂白、杀菌的作用。
3.漂白粉在空气中久置会失效,其化学方程式为:
Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2HClO 2HClO2HCl + O2↑
【同步练习4】(上海市久隆模范期中)将氯气制成漂白粉的主要目的是
①使它转化为较易溶于水的物质
②转变为较稳定、便于贮存和运输的物质
③提高氯的百分含量
④提高漂白能力
A.①② B.②③ C.①②④ D.只有②
【答案】D
分层提分
题组A 基础过关练
1、(上海市新中中学期中)下列变化不能通过一步反应直接实现的是
A(HCl)←B(Cl2)→C(Ca(ClO)2)→D(HClO)→E(CO2)
A. B→A B. B→C C. C→D D. D→E
【答案】D
【解析】HClO的酸性弱于H2CO3,所以不会一步实现HClO→CO2的转化。答案为D。
2.(上海市上师附外期中)把氯气通入紫色石蕊试液中,观察到的现象是
A.先变蓝后变红 B.先变红后变紫
C.先变红后褪色 D.无明显变化
【答案】C
【解析】氯气与试液中的水反应,生成盐酸和次氯酸,盐酸使石蕊试液变红色,然后次氯酸把溶液漂白而褪色。答案为C。
3.(上海市市西中学期中)下列哪个不是漂白粉的成分
A.CaCl2 B.Ca(ClO)2 C.Ca(OH)2 D.HClO
【答案】D
4.(上海市市西中学期中)市场上销售的某消毒液,其商品标识上注明;①本品为无色液体呈碱性;②使用时应加水稀释;③可对餐具.衣物进行消毒,可漂白浅色衣物。其有效成分可能是
A.Cl2 B.H2SO4 C.NaClO D.KMnO4
【答案】C
5.(上海市奉贤致远高中)为了增强漂白粉漂白效果,使用时可向漂白粉的溶液中加少量
A.NaOH B.NaCl C.HCl D.Ca(ClO)2
【答案】C
6. (上海市松江二中期末)下列关于氯水的叙述正确的是
①新制氯水中只含Cl2和H2O ②新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色 ③氯水光照时有气泡冒出,该气体为Cl2 ④氯水放置数天后,溶液的酸性将减弱 ⑤新制氯水呈黄绿色,久置氯水呈无色 ⑥新制氯水漂白作用强,久置氯水无漂白作用
A.①③④ B.②③④ C.③⑤⑥ D.②⑤⑥
【答案】D
【解析】新制氯水中含Cl2、HCl、HClO等微粒,光照后HClO又分解为盐酸和氧气,使溶液的酸性增强。久置氯水就是稀盐酸。答案为D。
7. (上海市华实高中期末)下列说法中正确的是
A. Ca(ClO)2中含有氯离子
B. 漂白粉与84消毒液的消毒原理相似
C. 漂白粉在空气中容易失效的原因是Ca(ClO)2不稳定、易分解
D. 漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca(ClO)2
【答案】B
【解析】选项A,Ca(ClO)2中含有Ca2+和ClO-,没有氯离子,A错。选项B,二者的消毒原理都是与酸反应生成次氯酸,B正确。选项C,漂白粉在空气中失效是Ca(ClO)2与空气中的CO2和H2O反应生成HClO,HClO不稳定继续分解,C错。选项D,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,D错。答案为B。
8. (上海市扬波中学期末)下列物质中,不能使有色布条褪色的是
A.次氯酸钠溶液 B.次氯酸钙溶液 C.氯水 D.氯化钙溶液
【答案】D
9.如图是实验室制取氯化氢气体的装置。
回答下列问题:
(1)图中烧杯中漏斗的作用是
(2)实验结束后,向烧杯中滴加少量的石蕊溶液,现象是
(3)如果取下集气瓶的塞子,会看到的现象是
【答案】(1)吸收尾气,并防止倒吸。
(2)溶液变为红色。
(3)瓶口有白雾。
10.回答下列关于漂白粉的问题:
(1)工业上以氯气和消石灰为原料来制取漂白粉,写出该反应的化学方程式。
(2)漂白粉的漂白原理是Ca(ClO)2+酸→HClO,工业上为什么不直接制HClO作为漂白剂?
(3)工业上制漂白粉,为什么不使用澄清石灰水?
(4)已知浓盐酸和次氯酸钙能发生下列反应:
Ca(ClO)2+4HCl(浓)= CaCl2+2Cl2↑+2H2O
用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中,可能含有的杂质气体是:
① HCl ② O2 ③ CO2 ④ H2O(气)
A.①③④ B.②③④ C.①②③ D.②③
(5)用漂白粉溶液浸泡过的有色布条,晾置在空气中,过一段时间,其漂白效果更好的原因是
A.漂白粉与空气中的氧气反应了
B.有色布条的水挥发了
C.漂白粉与空气中的CO2和H2O反应,生成了较多的HClO
D.漂白粉溶液蒸发掉部分水,其浓度增大
【答案】(1)2Cl2 + 2Ca(OH)2 == Ca(ClO) 2 + CaCl2 + 2H2O
(2)HClO不稳定,易分解成HCl和O2,所以工业上往往制成较稳定的次氯酸盐作为漂白剂,如漂白粉[有效成份是Ca(ClO)2]、84消毒液(有效成份是NaClO)。
(3)答:因为氢氧化钙微溶于水,澄清石灰水的浓度不大,与氯气反应后生成的溶液较稀,蒸发和干燥时会浪费很多能量。
(4)A
(5)C
题组B 能力提升练
11.(上海市华实高中期末)某同学在pH试纸上滴几滴新制氯水,现象如图,下列有关该实验说法正确的是
A.该实验说明Cl2分子具有漂白性
B.该实验说明H+扩散速度比HClO分子快
C.将实验后的pH试纸在酒精灯上微热,试纸又恢复为原来的颜色
D.若用久置的氯水进行实验,现象相同
【答案】B
【解析】氯气与水反应,发生Cl2+H2O=H++Cl-+HClO。选项A,HClO具有漂白性,Cl2无漂白性,故A错误。选项B,由实验可知,滴加氯水的区域变白色,而周围变成红色,可说明H+的扩散速度比HClO分子快,故B正确。选项C,次氯酸的漂白性不具有可逆性,加热不能回复到原来的颜色,故C错误。选项D,久置的氯水主要成分为稀盐酸无漂白性,故D错误。答案为B。
12.下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是
①氯气 ②液氯 ③新制氯水 ④氯气的四氯化碳溶液
⑤盐酸 ⑥盐酸与少量84消毒液的混合溶液
A. ①②③ B. ①②③⑥ C. ③⑥ D. ③④⑥
【答案】C
【解析】要使“干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色”,须在水溶液中既有H+,又有HClO,只有③⑥符合。答案为C。
13.市售“家用消毒液发生器”是以精盐和自来水为原料,通电时发生器内电极板上产生大量气泡(同时使产生的气体充分与电解液接触),所制得的混合液具有强烈的杀菌能力,且不致对人体造成伤害,该发生器配制消毒液所涉及到的化学反应有
① 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ ② Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
③ H2+Cl 2HCl ④ Cl2+H2OHCl+HClO ⑤ 2HClO2HCl+O2↑
A.①④⑤ B.①② C.③④⑤ D.②③④
【答案】B
14. 饲养金鱼所用的自来水(经氯气消毒),需经日晒或放置一段时间后,再注入鱼缸。其主要目的是
A.提高水温,有利于金鱼生长
B.利用紫外线杀灭水中的细菌
C.增加水中氧气的含量
D.除去溶于水中Cl2,并促使次氯酸分解,以利于金鱼存活
【答案】D
漂白粉
红色纸花
15.锥形瓶中装有部分变质的漂白粉粉末和红色纸花,向其中注射浓盐酸,观察到纸花褪色,并有黄绿色气体生成,该实验可以得到的结论是
A.说明Ca(ClO)2具有漂白性
B.实验中只发生了复分解反应
C.反应中有次氯酸生成
D.反应中生成的气体只有Cl2
【答案】C
【解析】部分变质的漂白粉粉末中除含Ca(ClO)2等物质外,还有CaCO3,加入浓盐酸,CaCO3与盐酸发生复分解反应,生成CO2,Ca(ClO)2与浓盐酸反应生成氯气,其中也会有部分发生复分解反应生成次氯酸。另外,氯气与水反应也会生成次氯酸。答案为C。
16.某化工厂用氯气与石灰乳生产漂白粉,该厂出厂产品说明书如下:
【主要成分】次氯酸钙、氯化钙
【用途用量】取漂白粉2~3g,水1000g,配成溶液,将病人用具浸泡其中5~10分钟。如需要,浓度可提高,时间可延长。
【注意事项】密封避光保存于阴凉处,随配随用,有腐蚀性,少与手接触。
(1)请用有关化学方程式解释漂白粉为什么要密封避光保存于阴凉处。
。
(2)将完全变质后的漂白粉溶于水,往其中加入足量稀盐酸,收集到标准状况下448 mL气体,则原漂白粉中所含有效成分的质量为 。(假设漂白粉中的其它成分不与稀盐酸反应)
【答案】(1)Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO、2HClO2HCl+O2↑
(2)2.86 g
【解析】(2)完全变质后的漂白粉含CaCO3和CaCl2,加入稀盐酸,生成的是CO2气体。根据:
Ca(ClO)2 ~CaCO3 ~CO2,n[Ca(ClO)2]=n(CO2)= 448/22400=0.02 mol,则Ca(ClO)2的质量为143g·mol-1×0.02 mol = 2.86 g.
17.下图是某学生制作的家用环保型消毒液发生器,玻璃管内是滴有酚酞的饱和食盐水,通电数分钟。
(1)a是电源的 (填正或负)极。
(2)从玻璃管中放出的消毒液的有效成份是 。
(3)用燃着的木柴点燃肥皂泡中的气体,现象是 。
(4)电解时后开始时,玻璃管中的上部分溶液的颜色显 色,说明了溶液中有 生成,后来又褪色了,说明了溶液中有 生成。
(5)对于上述溶液褪色的原因,甲同学认为是HCl和HClO中和了NaOH,乙同学认为是HClO氧化了酚酞。试设计实验探究是甲、乙同学的观点谁正确。
【答案】(1)负 (2)NaClO (3)有爆鸣声 (4)红 NaOH NaClO
(5)向褪色后的溶液中滴加过量NaOH溶液,若恢复红色,则证明甲同学的观点正确,若溶液仍为无色,则证明乙同学的观点正确。
18.有同学设计并制作了如图所示的装置,通过电解饱和食盐水自制含NaClO的消毒液,请你对甲、乙、丙三套装置分别进行评价。
【答案】甲:设计不合理。生成的氯气和氢氧化钠分别在两极生成,得不到充分接触,难以制取NaClO,且生成的氯气逸散会污染空气。
乙:设计合理。装置上方的电极为阴极,生成NaOH,下方电极为阳极,生成Cl2,Cl2的气泡向上扩散与NaOH溶液充分接触,便生成了NaClO。
丙:设计不合理。装置上方的电极为阳极,生成Cl2会很快逸出,与下方阴极生成的NaOH得不到充分接触,同时,下方产生的H2与上方产生的Cl2混合逸出也有爆炸的危险。
题组C 培优拔尖练
19.氯磺酸(HSO3C1)是一种易与水反应的强酸,可以在常温下用HCl+SO3 = HSO3Cl制得,下列说法正确的是
A.HSO3Cl具有强腐蚀性
B.HSO3Cl也可以用浓盐酸与浓硫酸反应制得
C.HSO3Cl与NaOH溶液反应生成产物只有NaSO3Cl
D.氯磺酸属于混合物
【答案】A
【解析】根据氯磺酸的制备反应HCl+SO3 = HSO3Cl,可认为氯磺酸溶于水后,会生成硫酸和盐酸,所以氯磺酸具有强腐蚀性。答案为A。
20.“84”消毒液(工业利用Cl2与NaOH反应制得)可用于消毒和漂白,下列实验现象的分析不正确的是
实验操作
实验现象
混合后溶液的pH=9.9,短时间内未褪色,一段时间后蓝色褪去。
混合后溶液pH=5.0,蓝色迅速褪去,无气体产生。
混合后溶液pH=3.2,蓝色迅速褪去,并产生大量气体,使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
A.对比实验①和②,②中蓝色迅速褪去的原因是发生了反应ClO−+H+═HClO
B.实验③中产生的气体是Cl2,由HClO分解得到:2HClO═Cl2↑+H2O
C.对比实验②和③,溶液的pH可能会影响ClO−或Cl−的性质
D.加酸可以提高“84”消毒液的漂白效果,但需要调控合适的pH才能安全使用
【答案】B
【解析】选项A,相对于实验①,实验②生成了次氯酸,溶液褪色更快,A说法正确。选项B,次氯酸分解产生的是氧气,B说法是错误的。选项C,所加硫酸的浓度是不同的,即溶液的pH不同,不同的实验现象就是溶液的pH影响的,C说法正确。选项D,由实验②知。加适量的酸能生成次氯酸,由实验③知,所加酸的浓度过大,会生成有毒的氯气,影响安全。答案为B。
21.某校化学研究性学习小组要利用已经学过的化学知识制取少量漂白粉,并进一步探究漂白粉的化学性质。他们查阅资料得知:2Cl2 + 2Ca(OH)2 == Ca(ClO) 2 + CaCl2 + 2H2O是放热反应,温度稍高时便发生副反应:6Cl2+6Ca(OH)2 == Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O。某学生设计出了甲、乙、丙三套装置:
(1)请从甲、乙、丙各套装置中选取合理的部分,按气体从左至右的流向组装成一套较合理的装置(填各部分仪器的编号)
(2)部分学生认为上述组装仍存在缺点,他们指出在前两个仪器之间应增加如下装置:
你认为H洗气瓶中所盛液体是 ,其作用是 。
若无此装置,对制漂白粉有什么不利影响 ;
洗气瓶I有无必要 理由是 。
【答案】(1)F B E
(2)饱和食盐水,除去Cl2中的HCl HCl和Ca(OH)2Ca(ClO)2反应; 不必要 Cl2与Ca(OH)2 反应时有少量水参与更易进行,且反应后也生成水。
22.氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是 ,a中的试剂为 。b中采用的加热方式是 ,c中化学反应的离子方程式是 。
(2)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶, , ,干燥,得到KClO3晶体。d的作用是 ,可选用试剂 (填标号)。
a.Na2S b.NaCl c.Ca(OH)2 d.H2SO4
(3) 取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显____色。可知该条件下KClO3的氧化能力____NaClO(填“大于”或“小于")。
(4)制备NaClO时,温度过高会生成NaClO3。当n(NaClO):n(NaClO3)=1:a时,该反应中n(Cl2):n(NaOH)= 。
【答案】(1)圆底烧瓶 饱和食盐水 水浴加热 Cl2+2OH−= ClO−+Cl−+H2O
(2)过滤 少量(冷)水洗涤 吸收尾气(Cl2),防止污染空气 ac
(3)紫 小于
(4)1:2
23.已知在较低温度下,氯气通入石灰乳中可制得漂白粉,该反应为放热反应。某校甲、乙两化学研究性学习小组均用200 mL 12 mol/L盐酸与17.4 g MnO2在加热条件下反应制备氯气,并将制备的氯气与过量的石灰乳反应制取漂白粉,用稀NaOH溶液吸收残余的氯气。
分析实验结果发现:①甲、乙两组制得的漂白粉中Ca(ClO)2的质量明显小于理论值,②甲组在较高温度下将氯气与过量的石灰乳反应,所制得的产品中Ca(ClO3)2的含量较高。
试回答下列问题:
(1)上述实验中理论上最多可制得Ca(ClO)2多少克?
(2)实验中所得到的Ca(ClO)2的质量明显小于理论值,试简要分析其可能原因。
【答案】(1)14.3 g
(2)①随着反应进行,温度升高,会产生副产物Ca(ClO3)2;②Cl2未与石灰乳完全反应,残余Cl2被NaOH溶液吸收。
【解析】(1)根据题意,n(HCl) = 12 mol/L×0.2 L = 2.4 mol ,
n(MnO2) = 17.4 g÷87 g/mol = 0.2 mol
MnO2 + 4 HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O,显然浓HCl过量,应根据MnO2计算。
n(Cl2 ) = n(MnO2) = 0.2 mol。
又因为:2Cl2 + 2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O,所以,
n[Ca(ClO)2] = 1/2 n(Cl2) = 1/2×0.2 mol = 0.1 mol,
m[Ca(ClO)2] = 143 g/mol × 0.1 mol = 14.3 g
(2)①随着反应进行,温度升高,会产生副产物Ca(ClO3)2;6Cl2 + 6Ca(OH)2 5CaCl2 + Ca(ClO3)2 + 6H2O;②Cl2未与石灰乳完全反应,残余Cl2被NaOH溶液吸收。
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