问题 实验题

饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。2005年的《化学教育》报道了如下实验研究:

一、定性研究:

①在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20 mL饱和氯水,充分反应,有少量气泡产生,溶液浅黄绿色褪去;②过滤,将滤液滴在有色布条上,发现其比氯水的漂白性更强;③为了确定反应产物,将滤液分为三份,分别进行以下实验:

第一份与石灰水混合,立即产生大量白色沉淀;

第二份与稀盐酸混合,立即产生大量无色气体;

将第三份加热,看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。

经检测,上述实验中产生的无色气体均为CO2

请完成下列问题:

(1)反应后所得的溶液漂白性增强的原因是____________________________________。

(2)依据上述实验可推知,②的滤液中的溶质除CaCl2、HCIO外,还含有_________。

二、定量研究:

在圆底烧瓶底部,有一用塑料网包住的过量块状碳酸钙和150 mL饱和氯水,按如图所示装置实验,待不再产生气泡后,将塑料网中剩余的石灰石提出液面,密封后再加热、煮沸烧瓶中的液体,直到量筒中的气体不再增加。

请完成下列问题:

(3)为减少用装置Ⅲ收集气体过程中CO2因溶解而造成的损失,且水槽中仍然为水,请你对装置Ⅲ进行改进,最简单的方法是____________________________________________________。

(4)用改进后的装置进行上述实验,测得塑料网内的碳酸钙质量减少A g,总共收集到标准状况下的CO2气体B L,发现明显小于。若不考虑实验操作和CO2的溶解等因素造成的误差,从化学反应原理来看,导致这一大小关系的原因是____________________________________________。

(5)实验后发现,装置Ⅱ中的液体增多了,其原因是____________________________________。

答案

(1)CaCO3消耗了氯水中的HCl,使Cl2+H2OHCl+HClO平衡向右移动,HClO浓度增大

(2)Ca(HCO3)2

(3)在导管末端再连接长导管,使导管的出口接近量筒底部

(4)碳酸钙与CO2反应生成的Ca(HCO3)2使生成CO2的物质的量小于

(5)从圆底烧瓶蒸出的水蒸气在广口瓶中冷凝、聚集

本题是探索性的实验,研究定性和定量的问题和平衡移动的知识及观察能力、误差分析能力。

由于CaCO3消耗了氯水中的HCl,使Cl2+H2OHCl+HClO平衡向右移动,HClO浓度增大。过量的碳酸钙与释放出的CO2在水中反应生成Ca(HCO3)2。发现明显小于,原因是CO2并没有完全释放出去。由Ⅰ到Ⅱ会有水蒸发出去,那么在Ⅱ中冷却,所以Ⅱ中的液体增多了。

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