Question

【題目】獲取安全的飲用水成為人們關注的重要問題�；卮鹣铝袉栴}：

(1)漂白粉常用于自來水消毒。工業(yè)上用氯氣和石灰乳制取漂白粉的化學方程式為_________。實驗室用MnO2與濃鹽酸反應制備Cl2 的反應裝置如圖所示，制備實驗開始時先檢查裝置氣密性，接下來的操作依次是_____________________（填下列序號）。

①往燒瓶中加入濃鹽酸 ②加熱 ③往燒瓶中加入MnO2粉末

(2)聚鐵[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m是一種高效無機水處理劑，制備原理是調節(jié)Fe2(SO4)3溶液的pH，促進其水解制取。用鐵的氧化物制取聚鐵的流程如下：

①實驗室配制2mol·L-1的稀硫酸250mL需98%的濃硫酸(ρ=1.84g·mL-1)_______mL，配制過程中應使用的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、量筒、________________________。

②步驟Ⅳ中發(fā)生反應的離子方程式為_______________。

③步驟Ⅴ中需將溶液加熱到70～80 ℃的目的是________________。Ⅴ中溶液的pH影響聚鐵中鐵的質量分數，用pH試紙測定溶液pH的方法為_____________；若溶液的pH偏小，將導致聚鐵中鐵的質量分數__________（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

(3)硬水易導致產生鍋爐水垢[主要成分為CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4]，不僅會降低燃料的利用率，還會影響鍋爐的使用壽命，造成安全隱患，因此要定期清除。清除時首先用飽和Na2CO3溶液浸泡水垢，發(fā)生CaSO4(s)+CO32-(aq) CaCO3(s)+SO42-(aq)，該反應的平衡常數K =_______。然后再用醋酸溶解、水洗滌。已知：Ksp(CaSO4)=7.5×10-5、Ksp(CaCO3）=3.0×10-9。

Answer 1

【答案】2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O ③①② 27.2 膠頭滴管、250mL容量瓶 6Fe2+ + ClO3- + 6H+ = 6Fe3+ + Cl- + 3H2O 促進Fe3+水解 將試紙放到表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，點到試紙的中央，然后跟標準比色卡對比 偏低 2.5×104

【解析】

（1）氯氣和石灰乳反應生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，據此書寫；加藥順序一般是先加入固體藥品，再加入液體藥品，最后再加熱；

（2）根據流程：用稀硫酸溶解鐵的氧化物得到硫酸亞鐵、硫酸鐵，取樣，加入Fe還原得到硫酸亞鐵溶液，再加入氯酸鈉、稀硫酸氧化，得到Fe2(SO4)3溶液，調節(jié)pH促進其水解得到產品；

①密度為1.84gcm-3、98%的濃硫酸的物質的量濃度=（1000×1.84×98% /98）mol/L

=18.4mol/L，2molL-1的稀硫酸250mL的n（H2SO4）=0.5mol，據此計算；

②步驟Ⅳ中亞鐵離子在酸性條件下被氯酸鈉氧化生成鐵離子氯酸根被還原成氯離子，據此書寫；

③溫度升高有利于水解；酸性較強，會使得聚鐵中氫氧根偏少，硫酸根偏多，據此解答。

（1）據分析工業(yè)上用氯氣和石灰乳制取漂白粉的化學方程式為：2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca(ClO)2+H2O；實驗室用MnO2與濃鹽酸反應制備Cl2的反應裝置如圖所示，制備實驗開始時先檢查裝置氣密性，加藥品先加入固體，再加入液體濃鹽酸，最后加熱，順序為③①②；
（2）①密度為1.84gcm-3、98%的濃硫酸的物質的量濃度=（1000×1.84×98% /98）mol/L

=18.4mol/L，2molL-1的稀硫酸250mL的n（H2SO4）=0.5mol，需要濃硫酸的體積=0.5mol/(18.4mol/L)=27.2mL；配制250mL一定物質的量濃度溶液應使用的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、量筒、250mL容量瓶、膠頭滴管；
②步驟Ⅳ中發(fā)生反應，亞鐵離子在酸性條件下被氯酸鈉氧化生成鐵離子、氯酸鈉中氯元素被還原成氯離子，反應為：6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O；
③步驟V中需將溶液加熱到70～80℃的目的是促進Fe3+水解；pH試紙測定溶液pH的方法為將試紙放到表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，點到試紙的中央，然后跟標準比色卡對比；若溶液的pH偏小，酸性較強，會使得聚鐵中氫氧根偏少，硫酸根偏多，因而鐵的質量分數偏低；
（3）已知：Ksp（CaSO4）=7.5×10-5、Ksp（CaCO3）=3.0×10-9，CaSO4（s）+CO32-（aq）CaCO3（s）+SO42-（aq），。

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