Question

9．工业上由氯气与消石灰反应制备漂粉精，其化学式可以用xCa（ClO）₂•yCaCl₂•zCa（OH）₂（x、y、z为简单整数）来表示．某兴趣小组同学对漂粉精进行定性、定量探究如下：
Ⅰ．证明漂粉精中含有CaCl₂
①向漂粉精固体中滴加足量浓硫酸，观察到黄绿色气体生成．写出生成黄绿色气体的化学反应方程式：Ca（ClO）₂+CaCl₂+4H₂SO₄（浓）=2Ca（HSO₄）₂+2Cl₂↑+2H₂O
（或Ca（ClO）₂+CaCl₂+2H₂SO₄（浓）=CaSO₄+2Cl₂↑+2H₂O）．
②将生成的黄绿色气体缓缓通过足量碱石灰，碱石灰增重，并收集到无色气体．推测生成气体中除Cl₂，还含有HCl、O₂（填化学式）．
Ⅱ．证明漂粉精中含有Ca（OH）₂[已知电离常数：K_a1（H₂CO₃）＞K_a（HClO）＞K_a2（H₂CO₃）]
①将少量漂粉精溶于水后，测定其pH值为12.3．采用的测定方法可能是c（选填答案编号）．
a．使用广泛pH试纸 b．使用精密pH试纸c．使用pH计  d．以酚酞为指示剂进行酸碱中和滴定
②下列探究步骤的设计中，对证明该结论无意义的是a（选填答案编号）．
a．向漂粉精溶液中通入适量CO₂，测定溶液的pH值变化
b．向漂粉精溶液中加入适量碳酸氢钠固体，测定溶液pH值变化
c．向漂粉精溶液中加入适量亚硫酸钠固体，测定溶液pH值变化 ③
Ⅲ．测定漂粉精中有效成分的含量
【实验原理】ClO^-+2I^-+2H⁺=Cl^-+I₂+H₂O；  I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
【实验步骤】
i．称取7.740g漂粉精固体，溶解，配成250mL溶液；
ii．量取该溶液5.00mL于锥形瓶，加入过量KI溶液、酸化，并加入指示剂；
iii．用0.100mol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，记录始末读数；
iv．重复ii、iii操作，记录始末读数．
①该实验中要使用的定量仪器除电子天平外还有滴定管、250mL容量瓶（写名称）．
②步骤ii中加入的指示剂为淀粉（写名称），当观察到溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变化
时，达到滴定终点．
③实验数据如下：

实验编号	1	2	3
消耗Na2S2O3体积/mL	26.90	27.00	26.95

若理论上滴定时消耗标准溶液27.00mL，则相对误差为-0.185%（保留3位有效数字）．
④该漂粉精中Ca（ClO）₂的质量分数为（以理论值计）0.624（保留3位有效数字）．

Answer 1

分析 Ⅰ、①根据ClO^-和Cl^-在酸性条件下发生氧化还原反应生成C1₂书写；
②漂粉精固体中滴加足量浓硫酸，出发生氧化还原反应生成氯气外，还可能生成HCl和O₂；
Ⅱ、①测定pH值为12.3的溶液应用pH计；
②CO₂与两者反应均生成Ca（HCO₃）₂，无法证明，加入碳酸氢钠可生成碳酸钙和NaOH，Na₂SO₃虽与两者均反应，但最后溶液仍为较强碱性（NaOH），溶液pH变化较大；
Ⅲ、①配制溶液需要的计量仪器有天平、滴定管以及容量瓶等；
②淀粉遇碘变蓝色，可用淀粉作指示剂，滴定终点时，溶液变为无色；
③根据相对误差=$\frac{绝对误差}{真值}$计算；
④计算滴定的平均值，结合关系式计算，关系式为ClO^-～I₂～S₂O₃^2-．

解答 解：Ⅰ、①向漂粉精固体中滴加足量浓硫酸，生成氯气，反应的方程式为Ca（C1O）₂+CaCl₂+4H₂SO₄（浓）=2Ca（HSO₄）₂+2C1₂↑+2H₂O；（或Ca（C1O）₂+CaCl₂+2H₂SO₄（浓）=2CaSO₄+2C1₂↑+2H₂O）；
故答案为：Ca（C1O）₂+CaCl₂+4H₂SO₄（浓）=2Ca（HSO₄）₂+2C1₂↑+2H₂O；（或Ca（C1O）₂+CaCl₂+2H₂SO₄（浓）=2CaSO₄+2C1₂↑+2H₂O）；
②漂粉精固体中滴加足量浓硫酸，出发生氧化还原反应生成氯气外，CaCl₂与浓硫酸反应产生HCl，HClO分解产生氧气，
故答案为：HCl、O₂；
Ⅱ、①测定pH值为12.3的溶液应用pH计，广泛pH试纸只能精确到0，精密pH试纸只能精确到0.5，酸碱滴定不能测量pH，故答案为：c；
②CO₂与两者反应均生成Ca（HCO₃）₂，无法证明其中是否有Ca（OH）₂，加入碳酸氢钠可生成碳酸钙和NaOH，Na₂SO₃虽与两者均反应，但最后溶液仍为较强碱性（NaOH），溶液pH变化较大，可以证明有Ca（OH）₂，
故答案为：a；
Ⅲ、①配制溶液需要的计量仪器有天平、滴定管以及容量瓶等，其中滴定管可用于量取一定体积的溶液，容量瓶用来配制溶液，故答案为：滴定管、250mL容量瓶；
②反应生成碘，淀粉遇碘变蓝色，可用淀粉作指示剂，滴定终点时，溶液变为无色，且半分钟内不变化，
故答案为：淀粉，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变化；
③相对误差=$\frac{\frac{（26.90+27.0+26.95）}{3}-27.0}{27.0}$=-0.185%，
故答案为：-0.185%；
④理论消耗Na₂S₂O₃体积为27mL，n（Na₂S₂O₃）=0.027L×0.1mol/L=0.0027mol，
由关系式ClO^-～I₂～S₂O₃^2-可知，n（ClO^-）=0.00135ol，则7.740g漂粉精固体中含有的m（Ca（ClO）₂）=0.000675mol×143g/mol×50=4.826g，
则该漂粉精中Ca（ClO）₂的质量分数为$\frac{4.826}{7.74}$×100%=62.4%，故答案为：62.4%．

点评 本题考查物质含量的测定以及定性判断，题目难度较大，注意把握物质的性质，根据反应的关系式计算．