Question

用下图所示实验装置进行实验研究（图中a、b、c表示止水夹），请对其方案进行完善或评价。

（1）实验室用装置A来制取Cl₂，反应的离子方程式是______________；若将装置B、C、E相连后，用浓盐酸和______（填下列试剂的标号）为原料可制取Cl₂。

a.KMnO₄固体      b.KClO₃固体        c.KCl固体     d.浓硫酸

（2）用装置B来制取制取氯气，并将装置B、C、E相连，在丙中加入适量水，即可制得氯水。向该氯水中加入大理石，充分振荡，观察到氯水的黄绿色逐渐褪去，同时产生少量气泡。某同学根据此现象推断出氯水呈酸性，请问该同学的推断是否合理？______________（填“合理”或“不合理”），若不合理，请说明理由（若合理，此空无需填写）：_________________。

（3）为了探究氯水与大理石的反应，用装置A来制取氯气，并依次连接装置A、C、C、E。在第一个装置C的丙中，应加入的试剂是____________；在第二个装置C的丙中，加入适量水，即制得氯水。向制得的氯水中加入过量的大理石，反应结束后将所得溶液分成四等分，进行I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个实验，实验操作如下，将实验现象或者实验结论填入下表：

实验序号	实验操作	实验现象	实验结论
Ⅰ	将该溶液滴在有色布条上	有色布条迅速褪色	①该溶液中含有__________
Ⅱ	向该溶液中滴加碳酸钠溶液	②___________	该溶液中含有Ca^2+
Ⅲ	向该溶液中滴加稀盐酸	有无色气泡产生	③无色气体是____________
Ⅳ	加热该溶液	溶液变浑浊并产生大量气体	④该溶液中含有__________

⑤通过上述实验，得出氯水和过量的大理石反应的化学方程式为________________。

Answer

4H++2Cl-+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2Oab不合理制取的氯气中含有HCl气体，HCl溶于水后能与碳酸钙反应产生气泡饱和食盐水HClO产生白色沉淀CO2Ca（HCO3）22CaCO3+2Cl2+2H2O=CaCl2+Ca(HCO3)2+2HClO

【解析】（1）实验室用浓盐酸和MnO2混合加热制取Cl2，反应方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，相应反应的离子方程式是4H++2Cl-+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O ；a．KMnO4固体和浓盐酸混合有氯气生成且反应不需要加热，故a正确；b．KClO3固体和浓盐酸混合有氯气生成且反应不需要加热，故b正确； c．KCl固体和浓盐酸混合无氯气生成，故c错误； d．浓硫酸和浓盐酸混合无氯气生成，故d错误；答案为ab；

（2）浓盐酸有挥发性，制取的氯气中含有HCl气体，HCl溶于水后能与碳酸钙反应产生气泡，故无法判断氯水呈酸性，该同学的推断不合理；

（3）利用二氧化锰和浓盐酸混合加热制氯气，所得氯气中混有挥发出的HCl气体，需要先通过装置C的丙中饱和食盐水除去HCl；I、所得溶液使有色布条褪色，可知溶液中含有HClO；Ⅱ、所得溶液中滴加碳酸钠溶液有白色沉淀，说明溶液中含有Ca2+；Ⅲ、向该溶液中滴加稀盐酸有无色气泡产生，此气体为二氧化碳；Ⅳ、加热该溶液变浑浊前有气体产生，说明溶液中可溶性的碳酸氢钙；

⑤结合上述实验结论，可知氯水和过量的大理石反应后的溶液中有HClO、Ca(HCO3)2和CaCl2，发生反应的化学方程式为2CaCO3+2Cl2+2H2O=CaCl2+Ca(HCO3)2+2HClO。