较低温度下,氯气通入石灰乳中可制得漂白粉,该反应为放热反应。

较低温度下,氯气通入石灰乳中可制得漂白粉,该反应为放热反应。某校甲、乙两化学研究性学习小组均用200 mL 12 mol·L-1盐酸与17.4 g MnO2在加热条件下反应制备氯气,并将制备的氯气与过量的石灰乳反应制取漂白粉,用稀氢氧化钠溶液吸收残余的氯气。分析实验结果发现:①甲、乙两组制得的漂白粉中Ca(ClO)2的质量明显小于理论值;②甲组在较高温度下将氯气与过量的石灰乳反应,所制得的产品中Ca(ClO3)2的含量较高。试完成下列问题:(1)上述实验中理论上最多可制得Ca(ClO)2多少克?

(2)实验中所得到的Ca(ClO)2的质量明显小于理论值,试简要分析其可能原因,并写出可能涉及的化学方程式。

答案

解析:(1)根据题意,n(HCl)=12 mol·L-1×0.2 L=2.4 mol

n(MnO2)=17.4 g/87 g·mol-1=0.2 mol

MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O

n(HCl)∶n(MnO2)=2.4∶0.2=12∶1>4∶1

所以浓盐酸过量,应根据MnO2计算。

根据制备氯气的化学方程式

n(Cl2)=n(MnO2)=0.2mol

又因为2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

n〔Ca(ClO)2〕=1/2n(Cl2)=0.1 mol

m〔Ca(ClO)2〕=143 g·mol-1×0.1 mol=14.3 g

(2)①随着反应进行,温度升高,会产生副产物Ca(ClO3)2

6Cl2+6Ca(OH)25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O

②Cl2未与石灰乳完全反应,残余氯气被NaOH溶液吸收,Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O

答案:(1)14.3 g (2)见解析。


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