Question

飽和氯水與石灰石的反應(yīng)是制取較濃HClO溶液的方法之一．2005年的《化學(xué)教育》報(bào)道了如下實(shí)驗(yàn)研究：
實(shí)驗(yàn)一、定性研究：
①在試管中加入過(guò)量的塊狀碳酸鈣，再加入約20mL飽和氯水，充分反應(yīng)，有少量氣泡產(chǎn)生，溶液黃綠色褪去．②過(guò)濾，將濾液滴在有色布條上，發(fā)現(xiàn)其比氯水的漂白性更強(qiáng)．③為了確定反應(yīng)產(chǎn)物，將濾液分為三份，分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
第一份與石灰水混合，立即產(chǎn)生大量白色沉淀；
第二份與稀鹽酸混合，立即產(chǎn)生大量無(wú)色氣體；
將第三份加熱，看到溶液變渾且有大量無(wú)色氣體產(chǎn)生．經(jīng)檢測(cè)，上述實(shí)驗(yàn)
中產(chǎn)生的無(wú)色氣體均為CO₂氣體．
請(qǐng)回答：
（1）反應(yīng)后所得的溶液漂白性增強(qiáng)的原因是

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

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

Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O

；第三份

Ca²⁺+2HCO₃^-

△   .

CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O

．
（3）請(qǐng)推測(cè)②的濾液中含有的溶質(zhì)除了極少量的氯氣外，還有

HClO、Ca（HCO₃）₂、CaCl₂

．（填化學(xué)式）
實(shí)驗(yàn)二、定量研究：
如圖所示，在圓底燒瓶底部，有用塑料網(wǎng)包住的過(guò)量的塊狀碳酸鈣，加入150mL飽和氯水，連接好裝置，待不再產(chǎn)生氣泡后，將塑料網(wǎng)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(qǐng)回答：
（4）為減少用裝置Ⅲ收集氣體過(guò)程中CO₂的損失，且水槽中仍然為水．請(qǐng)你對(duì)裝置Ⅲ進(jìn)行改進(jìn)，最簡(jiǎn)單的方法是

在導(dǎo)管末端再連接長(zhǎng)導(dǎo)管，使導(dǎo)管的出口接近量筒底部

；
（5）用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得塑料網(wǎng)內(nèi)的碳酸鈣質(zhì)量減少A g，總共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況的CO₂氣體B L，發(fā)現(xiàn)

BL

22.4L/mol

明顯小于

Ag

100g/mol

．若不考慮實(shí)驗(yàn)中CO₂的損失和Ⅱ中可能發(fā)生的微量副反應(yīng)等因素，從化學(xué)反應(yīng)原理來(lái)看，導(dǎo)致這一大小關(guān)系的原因是

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

．
（6）實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，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(dòng)的角度分析；
（2）碳酸鈣是過(guò)量的，碳酸鈣和二氧化碳和水反應(yīng)生成了可溶于水的碳酸氫鈣，以此書(shū)寫(xiě)反應(yīng)的有關(guān)離子方程式；
（3）根據(jù)有關(guān)反應(yīng)判斷可能的產(chǎn)物；
（4）從二氧化碳微溶于水的角度分析；
（5）消耗的碳酸鈣沒(méi)有全部生成二氧化碳?xì)怏w；
（6）圓底燒瓶蒸出的水蒸氣在廣口瓶中凝結(jié)為液體，水導(dǎo)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(dòng)，HClO濃度增大，反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體為二氧化碳（氯化氫與碳酸鈣反應(yīng)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(xiàn)其比氯水的漂白性更強(qiáng)，
故答案為：CaCO₃ 消耗了氯水中的 HC1，使 Cl₂+H₂OHCl+HClO 平衡向右移動(dòng)，HClO濃度增大；
（2）因?yàn)樘妓徕}是過(guò)量的，碳酸鈣和二氧化碳和水反應(yīng)生成了可溶于水的碳酸氫鈣，與石灰水混合，立即產(chǎn)生大量白色沉淀，反應(yīng)的離子方程式為Ca²⁺+HCO₃^-+OH^-=CaCO₃↓+H₂O，加熱時(shí)碳酸氫鈣分解生成CaCO₃和CO₂，反應(yīng)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(yīng)Cl₂+H₂OHCl+HClO，生成HClO，因?yàn)樘妓徕}是過(guò)量的，并且反應(yīng)中有二氧化碳生成，
因此碳酸鈣和二氧化碳和水反應(yīng)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(zhì)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(qiáng)越大，氣體的溶解度越大，為減少因二氧化碳的溶解而導(dǎo)致二氧化碳的損失，可使導(dǎo)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(dǎo)管末端再連接長(zhǎng)導(dǎo)管，使導(dǎo)管的出口接近量筒底部；
（5）因?yàn)樘妓徕}是過(guò)量的，碳酸鈣和二氧化碳和水反應(yīng)生成了可溶于水的碳酸氫鈣，受熱時(shí)，除生成 CO₂外，還生成了CaCO₃，所以生成氣體的物質(zhì)的量明顯小于固體的物質(zhì)的量，
故答案為：碳酸鈣與氯水反應(yīng)生成的Ca（HCO₃）₂ 受熱時(shí)，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(jié)為液體，水導(dǎo)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(diǎn)評(píng)：該題綜合性較強(qiáng)，在定性研究中要求考生熟練掌握化學(xué)平衡移動(dòng)和書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式，而在定量研究中則以簡(jiǎn)答題的形式要求考生答對(duì)和答全有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作基本技術(shù)問(wèn)題并進(jìn)一步的思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)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．