Question

【題目】用下圖所示實驗裝置進行實驗研究（圖中a、b、c表示止水夾），請對其方案進行完善或評價。

（1）實驗室用裝置A來制取Cl2，反應的離子方程式是______________；若將裝置B、C、E相連后，用濃鹽酸和______（填下列試劑的標號）為原料可制取Cl2。

a.KMnO4固體 b.KClO3固體 c.KCl固體 d.濃硫酸

（2）用裝置B來制取制取氯氣，并將裝置B、C、E相連，在丙中加入適量水，即可制得氯水。向該氯水中加入大理石，充分振蕩，觀察到氯水的黃綠色逐漸褪去，同時產生少量氣泡。某同學根據此現象推斷出氯水呈酸性，請問該同學的推斷是否合理？______________（填“合理”或“不合理”），若不合理，請說明理由（若合理，此空無需填寫）：_________________。

（3）為了探究氯水與大理石的反應，用裝置A來制取氯氣，并依次連接裝置A、C、C、E。在第一個裝置C的丙中，應加入的試劑是____________；在第二個裝置C的丙中，加入適量水，即制得氯水。向制得的氯水中加入過量的大理石，反應結束后將所得溶液分成四等分，進行I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個實驗，實驗操作如下，將實驗現象或者實驗結論填入下表：

實驗序號	實驗操作	實驗現象	實驗結論
Ⅰ	將該溶液滴在有色布條上	有色布條迅速褪色	①該溶液中含有__________
Ⅱ	向該溶液中滴加碳酸鈉溶液	②___________	該溶液中含有Ca2+
Ⅲ	向該溶液中滴加稀鹽酸	有無色氣泡產生	③無色氣體是____________
Ⅳ	加熱該溶液	溶液變渾濁并產生大量氣體	④該溶液中含有__________

⑤通過上述實驗，得出氯水和過量的大理石反應的化學方程式為________________。

Answer 1

【答案】4H++2Cl-+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2Oab不合理制取的氯氣中含有HCl氣體，HCl溶于水后能與碳酸鈣反應產生氣泡飽和食鹽水HClO產生白色沉淀CO2Ca（HCO3）22CaCO3+2Cl2+2H2O=CaCl2+Ca(HCO3)2+2HClO

【解析】（1）實驗室用濃鹽酸和MnO2混合加熱制取Cl2，反應方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O，相應反應的離子方程式是4H++2Cl-+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O ；a．KMnO4固體和濃鹽酸混合有氯氣生成且反應不需要加熱，故a正確；b．KClO3固體和濃鹽酸混合有氯氣生成且反應不需要加熱，故b正確； c．KCl固體和濃鹽酸混合無氯氣生成，故c錯誤； d．濃硫酸和濃鹽酸混合無氯氣生成，故d錯誤；答案為ab；

（2）濃鹽酸有揮發性，制取的氯氣中含有HCl氣體，HCl溶于水后能與碳酸鈣反應產生氣泡，故無法判斷氯水呈酸性，該同學的推斷不合理；

（3）利用二氧化錳和濃鹽酸混合加熱制氯氣，所得氯氣中混有揮發出的HCl氣體，需要先通過裝置C的丙中飽和食鹽水除去HCl；I、所得溶液使有色布條褪色，可知溶液中含有HClO；Ⅱ、所得溶液中滴加碳酸鈉溶液有白色沉淀，說明溶液中含有Ca2+；Ⅲ、向該溶液中滴加稀鹽酸有無色氣泡產生，此氣體為二氧化碳；Ⅳ、加熱該溶液變渾濁前有氣體產生，說明溶液中可溶性的碳酸氫鈣；

⑤結合上述實驗結論，可知氯水和過量的大理石反應后的溶液中有HClO、Ca(HCO3)2和CaCl2，發生反應的化學方程式為2CaCO3+2Cl2+2H2O=CaCl2+Ca(HCO3)2+2HClO。