Question

15．較低溫度下，氯氣通入石灰乳中可制得漂白粉，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)．某校甲、乙兩化學(xué)小組均用200mL 12mol/L鹽酸與17.4g MnO₂在加熱條件下反應(yīng)制備氯氣，并將制備的氯氣與過(guò)量的石灰乳反應(yīng)制取漂白粉，用稀NaOH溶液吸收殘余的氯氣．分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：①甲、乙兩組制得的漂白粉中Ca（ClO）₂的質(zhì)量明顯小于理論值．②甲組在較高溫度下將氯氣與過(guò)量的石灰乳反應(yīng)，所制得的產(chǎn)品中Ca（ClO₃）₂的含量較高．試回答下列問(wèn)題：
（1）上述實(shí)驗(yàn)中理論上最多可制得Ca（ClO）₂多少克？
（2）實(shí)驗(yàn)中所得到的Ca（ClO）₂的質(zhì)量明顯小于理論值，試簡(jiǎn)要分析其可能原因．

Answer 1

分析 （1）發(fā)生反應(yīng)MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，進(jìn)行過(guò)量計(jì)算，根據(jù)不足量的物質(zhì)計(jì)算生成氯氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O計(jì)算生成次氯酸鈣的質(zhì)量；
（2）由題目信息可知，隨著反應(yīng)進(jìn)行，溫度升高，會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物Ca（ClO₃）₂，Cl₂未與石灰乳完全反應(yīng)，導(dǎo)致實(shí)際次氯酸鈣質(zhì)量小于理論值．

解答 解：（1）n（HCl）=12mol/L×0.2L=2.4 mol，n（MnO₂）=17.4g÷87g/mol=0.2 mol，發(fā)生反應(yīng)：MnO₂+4 HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，由于n（MnO₂）：n（HCl）=2.4 mol：0.2 mol=12：1＞4：1  所以濃HCl過(guò)量，故生成的n（Cl₂）=n（MnO₂）=0.2 mol，再根據(jù)2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，可知生成次氯酸鈣為0.2mol×$\frac{1}{2}$=0.1mol，次氯酸鈣的質(zhì)量為0.1mol×143g/mol=14.3g，
答：理論最多可制得Ca（ClO）₂為14.3克．
（2）由題目信息可知，①隨著反應(yīng)進(jìn)行，溫度升高，會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物Ca（ClO₃）₂，反應(yīng)方程式為：6Cl₂+6Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5CaCl₂+Ca（ClO₃）₂+6H₂O；②Cl₂未與石灰乳完全反應(yīng)，殘余氯氣被NaOH溶液吸收，反應(yīng)方程式為：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，導(dǎo)致實(shí)際次氯酸鈣質(zhì)量小于理論值，
答：①隨著反應(yīng)進(jìn)行，溫度升高，會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物Ca（ClO₃）₂，②Cl₂未與石灰乳完全反應(yīng)，殘余氯氣被NaOH溶液吸收．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)方程式有關(guān)計(jì)算，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)信息獲取與知識(shí)遷移運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．