Question

飽和氯水與石灰石的反應是制取較濃HClO溶液的方法之一．2005年的《化學教育》報道了如下實驗研究：
實驗一、定性研究：
①在試管中加入過量的塊狀碳酸鈣，再加入約20mL飽和氯水，充分反應，有少量氣泡產生，溶液黃綠色褪去．②過濾，將濾液滴在有色布條上，發(fā)現其比氯水的漂白性更強．③為了確定反應產物，將濾液分為三份，分別進行以下實驗：
第一份與石灰水混合，立即產生大量白色沉淀；
第二份與稀鹽酸混合，立即產生大量無色氣體；
將第三份加熱，看到溶液變渾且有大量無色氣體產生．經檢測，上述實驗
中產生的無色氣體均為CO₂氣體．
請回答：
（1）反應后所得的溶液漂白性增強的原因是

CaCO₃消耗了氯水中的HC1，使Cl₂+H₂OHCl+HClO平衡向右移動，HClO濃度增大

．
（2）寫出步驟③中第一份及第三份濾液發(fā)生反應的離子方程式：第一份

Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O

；第三份

Ca²⁺+2HCO₃^-

△   .

CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O

．
（3）請推測②的濾液中含有的溶質除了極少量的氯氣外，還有

HClO、Ca（HCO₃）₂、CaCl₂

．（填化學式）
實驗二、定量研究：
如圖所示，在圓底燒瓶底部，有用塑料網包住的過量的塊狀碳酸鈣，加入150mL飽和氯水，連接好裝置，待不再產生氣泡后，將塑料網中剩余的石灰石提出液面，再加熱、煮沸燒瓶中的液體，直到量筒中的氣體不再增加．

請回答：
（4）為減少用裝置Ⅲ收集氣體過程中CO₂的損失，且水槽中仍然為水．請你對裝置Ⅲ進行改進，最簡單的方法是

在導管末端再連接長導管，使導管的出口接近量筒底部

；
（5）用改進后的裝置進行上述實驗，測得塑料網內的碳酸鈣質量減少A g，總共收集到標準狀況的CO₂氣體B L，發(fā)現

BL

22.4L/mol

明顯小于

Ag

100g/mol

．若不考慮實驗中CO₂的損失和Ⅱ中可能發(fā)生的微量副反應等因素，從化學反應原理來看，導致這一大小關系的原因是

碳酸鈣與氯水反應生成的Ca（HCO₃）₂受熱時，除生成CO₂外，還生成了CaCO₃

．
（6）實驗后發(fā)現，裝置Ⅱ中的液體增多了，其原因是

從圓底燒瓶蒸出的水蒸氣在廣口瓶中冷凝、聚集

．

Answer 1

分析：（1）從Cl₂+H₂OHCl+HClO 平衡移動的角度分析；
（2）碳酸鈣是過量的，碳酸鈣和二氧化碳和水反應生成了可溶于水的碳酸氫鈣，以此書寫反應的有關離子方程式；
（3）根據有關反應判斷可能的產物；
（4）從二氧化碳微溶于水的角度分析；
（5）消耗的碳酸鈣沒有全部生成二氧化碳氣體；
（6）圓底燒瓶蒸出的水蒸氣在廣口瓶中凝結為液體，水導致裝置Ⅱ中的液體增多．

解答：解：（1）CaCO₃ 消耗了氯水中的 HC1，使 Cl₂+H₂OHCl+HClO 平衡向右移動，HClO濃度增大，反應中產生的氣體為二氧化碳（氯化氫與碳酸鈣反應所得），而二氧化碳溶于水呈酸性，抑制了次氯酸的電離平衡，使溶液中存在了濃度更高的次氯酸，因此將濾液滴在有色布條上，發(fā)現其比氯水的漂白性更強，
故答案為：CaCO₃ 消耗了氯水中的 HC1，使 Cl₂+H₂OHCl+HClO 平衡向右移動，HClO濃度增大；
（2）因為碳酸鈣是過量的，碳酸鈣和二氧化碳和水反應生成了可溶于水的碳酸氫鈣，與石灰水混合，立即產生大量白色沉淀，反應的離子方程式為Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O，加熱時碳酸氫鈣分解生成CaCO₃和CO₂，反應的離子方程式為Ca²⁺+2HCO₃^-

△   .

 CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O，
故答案為：Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O；Ca²⁺+2HCO₃^-

△   .

 CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
（3）氯氣與水反應Cl₂+H₂OHCl+HClO，生成HClO，因為碳酸鈣是過量的，并且反應中有二氧化碳生成，
因此碳酸鈣和二氧化碳和水反應生成了可溶于水的碳酸氫鈣CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca（HCO₃）₂，
因此第二份與稀鹽酸混合Ca（HCO₃）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O+2CO₂↑，
所以②的濾液中含有的溶質除了極少量的氯氣外，還有HClO、Ca（HCO₃）₂、CaCl₂，
故答案為：HClO、Ca（HCO₃）₂、CaCl₂；
（4）因二氧化碳微溶于水，并且壓強越大，氣體的溶解度越大，為減少因二氧化碳的溶解而導致二氧化碳的損失，可使導管的出口接近量筒底部，減小二氧化碳的溶解，
故答案為：在導管末端再連接長導管，使導管的出口接近量筒底部；
（5）因為碳酸鈣是過量的，碳酸鈣和二氧化碳和水反應生成了可溶于水的碳酸氫鈣，受熱時，除生成 CO₂外，還生成了CaCO₃，所以生成氣體的物質的量明顯小于固體的物質的量，
故答案為：碳酸鈣與氯水反應生成的Ca（HCO₃）₂ 受熱時，除生成 CO₂ 外，還生成了CaCO₃；
（6）圓底燒瓶蒸出的水蒸氣在廣口瓶中凝結為液體，水導致裝置Ⅱ中的液體增多了，
故答案為：從圓底燒瓶蒸出的水蒸氣在廣口瓶中冷凝、聚集．

點評：該題綜合性較強，在定性研究中要求考生熟練掌握化學平衡移動和書寫化學方程式，而在定量研究中則以簡答題的形式要求考生答對和答全有關實驗操作基本技術問題并進一步的思考實驗現象的原因，較大程度地造成答案的難以確定和完整，題目難度較大．