Question

為了研究氯水能否和碳酸鈣發(fā)生化學反應，某學生設計如下實驗：

實驗一：向盛有飽和氯水的錐形瓶中加入大理石，并充分振蕩，觀察到氯水的黃綠色褪去并同時產(chǎn)生少量氣體．
實驗二：取上述實驗一后錐形瓶中清液，進行如下實驗：
（1）該清液滴在有色布條上有極強的漂白作用．
（2）該清液中滴加碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀．
（3）該清液中滴加稀鹽酸可產(chǎn)生大量氣體．
（4）該清液加熱后變渾濁并產(chǎn)生大量氣體．
實驗三：該學生設想用下列裝置收集實驗二中產(chǎn)生的氣體作進一步檢驗．
回答下列問題：
（1）在實驗二中，清液滴在有色布條上有極強的漂白作用說明該清液中含有

 

（寫化學式）；清液中滴加碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀說明該清液中含有

 

離子；清液加熱后產(chǎn)生渾濁的原因是因為生成了

 

（用化學式表示）．
（2）實驗三中，洗氣裝置內(nèi)的洗滌液一般用

 

溶液．
（3）在反應物的量相同情況下，該學生嘗試用集氣裝置A和集氣裝置B分別和洗氣裝置相連來收集氣體．選用集氣裝置

 

（選填“A”或“B”）可收集到更多的氣體．經(jīng)試驗，該學生最終選用集氣裝置B進行下一步實驗．其選擇裝置B的原因是

 

（4）該學生通過上述實驗，寫出了氯水和碳酸鈣反應的化學方程式為

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）氯水中含有具有漂白作用的次氯酸；加入碳酸鈉生成白色沉淀說明沉淀是碳酸鈣；氯氣與水反應Cl₂+H₂O=HCl+HClO，加入碳酸鈣，觀察到氯水的黃綠色褪去，同時產(chǎn)生少量氣體，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，滴加鹽酸可產(chǎn)生大量氣體，該氣體是二氧化碳；加入碳酸鈣，觀察到氯水的黃綠色褪去，同時產(chǎn)生少量氣體，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，該清液加熱后變渾濁并產(chǎn)生大量氣體是碳酸氫鈣分解生成碳酸鈣沉淀和二氧化碳氣體；依據(jù)反應產(chǎn)物中有HClO、Ca（HCO₃）₂、CaCl₂，進行判斷；
（2）因鹽酸和碳酸氫鈣反應生成的二氧化碳中混有揮發(fā)的氯化氫，故用飽和碳酸氫鈉溶液作為吸收液較好；
（3）對比裝置特點結合實際情況分析；
（4）依據(jù)反應產(chǎn)物中有HClO、Ca（HCO₃）₂、CaCl₂，書寫化學方程式．

解答： 解：（1）清液滴在有色布條上有極強的漂白作用．說明該清液中含有具有漂白性的次氯酸；清液中滴加碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀．說明該清液中含有鈣離子，生成沉淀碳酸鈣；清液加熱后變渾濁并產(chǎn)生大量氣體．加熱后產(chǎn)生渾濁的原因是因為溶液中的碳酸氫鈣分解生成碳酸鈣水和二氧化碳，生成了沉淀碳酸鈣，反應方程式為：
Ca（HCO₃）₂

△   .

CaCO₃+CO₂↑H₂O，故答案為：HClO；Ca²⁺；CaCO₃；
（2）因鹽酸和碳酸氫鈣反應生成的二氧化碳中混有揮發(fā)的氯化氫，故用飽和碳酸氫鈉溶液作為吸收液較好，故答案為：飽和NaHCO₃；
（3）選用B裝置操作較為方便．若選用A裝置將導管移出試管時，會造成大量氣體逃逸且操作也不方便；
故答案為：A； 選用B裝置操作較為方便．若選用A裝置將導管移出試管時，會造成大量氣體逃逸且操作也不方便；
（4）根據(jù)實驗二（1）-（4）實驗步驟發(fā)生的反應和物質判斷可知氯水和碳酸鈣反應的化學方程式為2CaCO₃+2Cl₂+H₂O=CaCl₂+Ca（HCO₃）₂+2HClO，
故答案為：2CaCO₃+2Cl₂+H₂O=CaCl₂+Ca（HCO₃）₂+2HClO．

點評：該題綜合性較強，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(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．