Question

某化学兴趣小组为探究氯气的性质并用Cl₂制备HClO，设计如下实验方案，请回答下列问题：

实验一：性质探究

设计图3实验装置来制备并验证氯气的性质，部分夹持设计未画出。

图3

（1）请写出装置A中制备氯气的反应化学方程式______________________；

（2）装置B的作用是______________________；

（3）双通管C中事先装有两个沾有相关试剂的棉球，实验现象为_____________；

实验二：制备HClO

（4）设计图4所示装置E代替图3中的装置C，用于制备较高浓度的HClO溶液。在圆底烧瓶底部，有一用塑料网包住的过量块状碳酸钙。

          

图4

①该方案反应后所得的溶液中HClO浓度比氯水中大的原因是_______________

②反应结束后将塑料网中剩余的石灰石提出液面，所得的溶液与稀盐酸混合，立即产生大量CO₂气体，则反应所得溶液中的溶质除CaCl₂、HClO外，还含有__________

③该小组同学测得反应中碳酸钙质量减少a g，反应后从所得的100mL溶液中取用10mL与稀盐酸混合，连接F装置测得产生的气体体积为b L（已换算成标准状况），则原溶液中CaCl₂的浓度为      mol·L^－1（用含a、b的代数式表示，可不必化简）。

Answer

（1）MnO2+4HCl(浓) MnCl2+ Cl2↑+2H2O ；（2）除去氯气中的氯化氢杂质；（3）装有KI淀粉溶液的棉球变蓝，装有FeCl2溶液的棉球变黄色；（4）①CaCO3消耗了氯水中的HCl，使Cl2+H2OHCl+HClO平衡向右移动，HClO浓度增大；②Ca(HCO3)2；③

【解析】

试题分析：（1）利用MnO2的氧化性强于Cl2，反应方程式为：MnO2+4HCl(浓) MnCl2+ Cl2↑+2H2O ；（2）氯气中混有HCl(g)，饱和食盐水的作用除去HCl气体；（3）氯气的氧化性强于I2，发生的反应是Cl2＋2I－=I2＋2Cl－，淀粉遇碘单质变蓝，2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，棉球有浅绿色变为黄色；(4)①Cl2＋H2OHCl＋HclO，盐酸的酸性强于碳酸，CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O，促使平衡向正反应方向移动，c(HClO)增大；②碳酸钙和酸反应的实质为2CaCO3＋2HCl=Ca(HCO3)2＋CaCl2，Ca(HCO3)2＋2HCl=CaCl2＋2H2O＋2CO2↑把所得溶液加入盐酸，有大量的CO2产生，说明溶液中有Ca(HCO3)2；③减少CaCO3的质量为ag，说明反应碳酸钙的质量为ag，连接F装置收集到气体为bL，Ca(HCO3)2＋2HCl=CaCl2＋2H2O＋2CO2↑，求出n(Ca(HCO3)2)=b/44.8mol，根据钙元素守恒，则n(CaCl2)=(a/100－b/44.8)mol，则c(CaCl2)=(a/100－b/44.8)/100×10－3mol·L－1。

考点：考查气体的制备、氯气和水的反应、碳酸盐与酸反应实质等知识。