Question

在實驗室中，某研究性學習小組利用下列裝置制備漂白粉，并進行有關實驗探究 
（1）裝置④中的x試劑為______．
（2）裝置③中發(fā)生反應的化學方程式為______．該反應是放熱反應，反應溫度較高時有副反應發(fā)生．改進該實驗裝置以減少副反應發(fā)生的方法是______．
[探究一]測定漂白粉有效成分的質(zhì)量分數(shù)
稱取1.000g漂白粉于錐形瓶中，加水溶解，調(diào)節(jié)溶液的pH，以淀粉為指示劑，用0.1000mol?L^-1KI溶液進行滴定，溶液出現(xiàn)穩(wěn)定淺藍色時為滴定終點．反應原理為：3ClO^-+I^-=3Cl^-+IO₃^-    IO₃^-+5I^-+3H₂O=6OH^-+3I₂實驗測得數(shù)據(jù)如下表所示．

滴定次數(shù)	1	2	3
KI溶液體積/mL	19.98	20.02	20.00

（3）該漂白粉中有效成分的質(zhì)量分數(shù)為______．若滴定過程中未充分振蕩溶液局部變淺藍色時就停止滴定，則測定結果將______（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）
[探究二]研究漂白粉用于魚塘消毒過程中有效氯含量的變化規(guī)律研究性學習小組模擬魚塘環(huán)境，進行有關實驗．
（4）研究不同的pH對漂白粉有效氯含量的影響，結果如圖所示．從圖中可得到的有關結論是______（寫出其中一個）．
（5）為研究溫度對漂白粉有效氯含量的影響，請簡述你的實驗設計方案：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)氯氣的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)判斷試劑．
（2）氯氣和氫氧化鈣反應生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，根據(jù)溫度對該反應的影響分析．
（3）先計算次氯酸鈣的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分數(shù)公式計算；根據(jù)使用碘化鉀的物質(zhì)的量判斷測定結果．
（4）根據(jù)圖象分析，PH值與漂白粉有效氯衰減速率之間的關系分析．
（5）設計實驗時，其它條件相同，只有溫度不同，判斷溫度與漂白粉有效氯含量的關系．
解答：解：（1）氯氣有毒，所以不能直接排空；氯氣能和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉和次氯酸鈉、水，所以有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒物質(zhì)，所以x試劑為氫氧化鈉溶液．
故答案為：NaOH溶液．
（2）氯氣和氫氧化鈣反應生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，反應方程式為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；該反應是放熱反應，反應溫度較高時有副反應發(fā)生．改進該實驗裝置以減少副反應發(fā)生的方法是降低溫度．
故答案為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；將裝置③置于冷水浴中進行實驗．
（3）3ClO^-+I^-=3Cl^-+IO₃^-   ①； IO₃^-+5I^-+3H₂O=6OH^-+3I₂②
將方程式①+②得：ClO^-+2I^-+H₂O=Cl^-+2OH^-+I₂
KI溶液的總體積=（19.98+20.02+20.00）mL=60.00mL．
 設次氯酸根離子的物質(zhì)的量為x．
ClO^-+2I^-+H₂O=Cl^-+2OH^-+I₂
1mol 2mol
x    0.1000mol?L^-1×0.060L
所以x=0.003mol
次氯酸鈣的質(zhì)量為：143g××0.003mol=0.2145g
所以質(zhì)量分數(shù)為：=21.45%；
若滴定過程中未充分振蕩溶液局部變淺藍色時就停止滴定，導致碘化鉀的物質(zhì)的量偏少，所以測定結果將 偏低．
故答案為：21.45%；偏低．
（4）根據(jù)圖象分析得，pH越小，漂白粉有效氯衰減速率越快．
故答案為：pH越小，漂白粉有效氯衰減速率越快．
（5）設計實驗時，其它條件必須相同，只有溫度不同，根據(jù)不同溫度和不同時間漂白粉有效氯含量找出其關系．
故答案為：在濃度、pH均相同的條件下，測定不同溫度下．不同時間的漂白粉有效氯含量．
點評：本題考查了氯氣的性質(zhì)及實驗的設計，難度較大，會根據(jù)要求設計實驗，是學習的難點和考試的熱點．