Question

飽和氯水與石灰石的反應是制取較濃HClO溶液的方法之一。2005年的《化學教育》報道了如下實驗研究：
一、定性研究：

①在試管中加入過量的塊狀碳酸鈣，再加入約20 mL飽和氯水，充分反應，有少量氣泡產生，溶液淺黃綠色褪去；②過濾，將濾液滴在有色布條上，發現其比氯水的漂白性更強；③為了確定反應產物，將濾液分為三份，分別進行以下實驗：
第一份與石灰水混合，立即產生大量白色沉淀；
第二份與稀鹽酸混合，立即產生大量無色氣體；
將第三份加熱，看到溶液變渾濁且有大量無色氣體產生。
經檢測，上述實驗中產生的無色氣體均為CO₂。
請完成下列問題：
(1)反應后所得的溶液漂白性增強的原因是____________________________________。
(2)依據上述實驗可推知，②的濾液中的溶質除CaCl₂、HCIO外，還含有_________。
二、定量研究：
在圓底燒瓶底部，有一用塑料網包住的過量塊狀碳酸鈣和150 mL飽和氯水，按如圖所示裝置實驗，待不再產生氣泡后，將塑料網中剩余的石灰石提出液面，密封后再加熱、煮沸燒瓶中的液體，直到量筒中的氣體不再增加。
請完成下列問題：

(3)為減少用裝置Ⅲ收集氣體過程中CO₂因溶解而造成的損失，且水槽中仍然為水，請你對裝置Ⅲ進行改進，最簡單的方法是____________________________________________________。
(4)用改進后的裝置進行上述實驗，測得塑料網內的碳酸鈣質量減少A g，總共收集到標準狀況下的CO₂氣體B L，發現明顯小于。若不考慮實驗操作和CO₂的溶解等因素造成的誤差，從化學反應原理來看，導致這一大小關系的原因是____________________________________________。
(5)實驗后發現，裝置Ⅱ中的液體增多了，其原因是____________________________________。

Answer 1

(1)CaCO₃消耗了氯水中的HCl，使Cl₂+H₂OHCl+HClO平衡向右移動，HClO濃度增大
(2)Ca(HCO₃)₂
(3)在導管末端再連接長導管，使導管的出口接近量筒底部
(4)碳酸鈣與CO₂反應生成的Ca(HCO₃)₂使生成CO₂的物質的量小于
(5)從圓底燒瓶蒸出的水蒸氣在廣口瓶中冷凝、聚集

本題是探索性的實驗，研究定性和定量的問題和平衡移動的知識及觀察能力、誤差分析能力。
由于CaCO₃消耗了氯水中的HCl，使Cl₂+H₂OHCl+HClO平衡向右移動，HClO濃度增大。過量的碳酸鈣與釋放出的CO₂在水中反應生成Ca(HCO₃)₂。發現明顯小于，原因是CO₂并沒有完全釋放出去。由Ⅰ到Ⅱ會有水蒸發出去，那么在Ⅱ中冷卻，所以Ⅱ中的液體增多了。