Question

【題目】新制氯水中含有多種粒子，某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為探究其性質(zhì)，做了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你幫助完成：

(1)氯堿工業(yè)生產(chǎn)中同時(shí)有副產(chǎn)品氯氣生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。

(2)新制的飽和氯水與碳酸鈣反應(yīng)時(shí)制取較濃HClO溶液的方法之一。

實(shí)驗(yàn)一：定性研究

A 在試管中加入過量的塊狀碳酸鈣，再加入約20mL飽和氯水，充分反應(yīng)，有少量氣泡產(chǎn)生，溶液淺黃綠色褪去；

B 過濾，將濾液滴在有色布條上，發(fā)現(xiàn)其比氯水的漂白性更強(qiáng)；

C 為了確定反應(yīng)產(chǎn)物，將濾液分為三份，分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：

第一份與石灰水混合，立即產(chǎn)生大量白色沉淀；

第二份與稀鹽酸混合，立即產(chǎn)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(chǎn)生。經(jīng)檢測，上述實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的無色氣體均為CO2。

①已知：Ka1(H2CO3)=4.45×10-7，Ka2(HCO3-)=5.61×10-11，Ka(HClO)=2.95×10-8，寫出將少量的氯氣通入到過量的碳酸鈉溶液中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：____________。

②試推測步驟B的濾液中的溶質(zhì)除了CaCl2，HClO外，還有____________。

實(shí)驗(yàn)二：定量研究

在儀器A內(nèi)放有用塑料網(wǎng)包住的塊狀碳酸鈣(過量)和150mL新制飽和氯水，按如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)前儀器B中充滿了飽和NaHCO3溶液，部分夾持裝置已省略)，待不再產(chǎn)出氣泡后，將塑料網(wǎng)中剩余的石灰石提出液面，密封后再加熱A中的液體，直到儀器B中的氣體不再增加(不考慮HClO的分解)。

③儀器A的名稱為__________。

④準(zhǔn)確讀出儀器B中氣體體積的實(shí)驗(yàn)操作步驟依次是：

a.____________；

b.____________；

c.平視與刻度線相切的液面讀數(shù)。

⑤實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測得儀器B中收集到的氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為168mL，則150mL新制的飽和氯水與過量碳酸鈣完全反應(yīng)后，所得溶液中HClO的物質(zhì)的量濃度為__________。(反應(yīng)前后，溶液體積變化忽略不計(jì))。

Answer 1

【答案】2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ Cl2+2CO32-+H2O===2HCO3-+Cl-+ClO- Ca(HCO3)2 圓底燒瓶 待燒瓶冷卻至室溫 移動(dòng)量筒至量筒中液面與水槽中液面相平 0.1mol/L

【解析】

（1）工業(yè)上電解飽和食鹽水得到NaOH、Cl2、H2，其化學(xué)反應(yīng)方程式為2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；

（2）①根據(jù)所給電離平衡常數(shù)，推出電離出H＋強(qiáng)弱順序是H2CO3>HClO>HCO3－，氯水中存在Cl2＋H2OHCl＋HClO，過量的碳酸鈉溶液中通入少量的氯氣，Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3，HClO＋Na2CO3=NaHCO3＋NaClO，總離子方程式為Cl2＋2CO32－＋H2O=2HCO3－＋Cl－＋ClO－；

②根據(jù)①的分析，過量的碳酸鈣與氯水反應(yīng)，產(chǎn)物是Ca(HCO3)2、CaCl2，根據(jù)B的操作，濾液滴在有色布條上，發(fā)現(xiàn)其比氯水的漂白性更強(qiáng)，該濾液中含有HClO，第一份與石灰水混合，立即產(chǎn)生大量白色沉淀，即濾液中含有Ca(HCO3)2；

③根據(jù)儀器特點(diǎn)，儀器A為圓底燒瓶；

④由于氣體體積受溫度和壓強(qiáng)影響大，則準(zhǔn)確讀出儀器B中氣體體積的實(shí)驗(yàn)操作依次是a、等待燒瓶冷卻至室溫，b、上下移動(dòng)儀器B至儀器B液面與水槽中的液面相平，c、平時(shí)與刻度線相切的液面讀數(shù)；

⑤涉及的反應(yīng)：Cl2＋H2OHCl＋HClO、2HCl＋2CaCO3=Ca(HCO3)2＋CaCl2、Ca(HCO3)2CaCO3＋CO2↑＋H2O，則n(HClO)=n(HCl)=2n(CO2)=2×168×10－3L/22.4L·mol－1=0.015mol，c(HClO)=0.015mol/0.150L=0.1mol·L－1。