Question

在實驗室中，某研究性學習小組利用下列裝置制備漂白粉，并進行有關實驗探究 
（1）裝置④中的x試劑為______．
（2）裝置③中發生反應的化學方程式為______．該反應是放熱反應，反應溫度較高時有副反應發生．改進該實驗裝置以減少副反應發生的方法是______．
[探究一]測定漂白粉有效成分的質量分數
稱取1.000g漂白粉于錐形瓶中，加水溶解，調節溶液的pH，以淀粉為指示劑，用0.1000mol?L^-1KI溶液進行滴定，溶液出現穩定淺藍色時為滴定終點．反應原理為：3ClO^-+I^-=3Cl^-+IO₃^-    IO₃^-+5I^-+3H₂O=6OH^-+3I₂實驗測得數據如下表所示．

滴定次數	1	2	3
KI溶液體積/mL	19.98	20.02	20.00

（3）該漂白粉中有效成分的質量分數為______．若滴定過程中未充分振蕩溶液局部變淺藍色時就停止滴定，則測定結果將______（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）
[探究二]研究漂白粉用于魚塘消毒過程中有效氯含量的變化規律研究性學習小組模擬魚塘環境，進行有關實驗．
（4）研究不同的pH對漂白粉有效氯含量的影響，結果如圖所示．從圖中可得到的有關結論是______（寫出其中一個）．
（5）為研究溫度對漂白粉有效氯含量的影響，請簡述你的實驗設計方案：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據氯氣的物理性質和化學性質判斷試劑．
（2）氯氣和氫氧化鈣反應生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，根據溫度對該反應的影響分析．
（3）先計算次氯酸鈣的質量，再根據質量分數公式計算；根據使用碘化鉀的物質的量判斷測定結果．
（4）根據圖象分析，PH值與漂白粉有效氯衰減速率之間的關系分析．
（5）設計實驗時，其它條件相同，只有溫度不同，判斷溫度與漂白粉有效氯含量的關系．
解答：解：（1）氯氣有毒，所以不能直接排空；氯氣能和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉和次氯酸鈉、水，所以有毒物質轉變為無毒物質，所以x試劑為氫氧化鈉溶液．
故答案為：NaOH溶液．
（2）氯氣和氫氧化鈣反應生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，反應方程式為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；該反應是放熱反應，反應溫度較高時有副反應發生．改進該實驗裝置以減少副反應發生的方法是降低溫度．
故答案為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；將裝置③置于冷水浴中進行實驗．
（3）3ClO^-+I^-=3Cl^-+IO₃^-   ①； IO₃^-+5I^-+3H₂O=6OH^-+3I₂②
將方程式①+②得：ClO^-+2I^-+H₂O=Cl^-+2OH^-+I₂
KI溶液的總體積=（19.98+20.02+20.00）mL=60.00mL．
 設次氯酸根離子的物質的量為x．
ClO^-+2I^-+H₂O=Cl^-+2OH^-+I₂
1mol 2mol
x    0.1000mol?L^-1×0.060L
所以x=0.003mol
次氯酸鈣的質量為：143g××0.003mol=0.2145g
所以質量分數為：=21.45%；
若滴定過程中未充分振蕩溶液局部變淺藍色時就停止滴定，導致碘化鉀的物質的量偏少，所以測定結果將 偏低．
故答案為：21.45%；偏低．
（4）根據圖象分析得，pH越小，漂白粉有效氯衰減速率越快．
故答案為：pH越小，漂白粉有效氯衰減速率越快．
（5）設計實驗時，其它條件必須相同，只有溫度不同，根據不同溫度和不同時間漂白粉有效氯含量找出其關系．
故答案為：在濃度、pH均相同的條件下，測定不同溫度下．不同時間的漂白粉有效氯含量．
點評：本題考查了氯氣的性質及實驗的設計，難度較大，會根據要求設計實驗，是學習的難點和考試的熱點．