【題目】次氯酸溶液是常用的消毒劑和漂白劑。某學(xué)習(xí)小組根據(jù)需要欲制備濃度不小于0.8mol/L的次氯酸溶液。

資料1:常溫常壓下,Cl2O為棕黃色氣體,沸點為3.8℃,42 ℃以上會分解生成Cl2O2,Cl2O易溶于水并與水立即反應(yīng)生成 HClO

資料2:將氯氣和空氣(不參與反應(yīng))按體積比1∶3混合通入潮濕的碳酸鈉中發(fā)生反應(yīng)2Cl22Na2CO3H2O=Cl2O2NaCl2NaHCO3,用水吸收Cl2O(不含Cl2)制得次氯酸溶液。

(裝置及實驗)用以下裝置制備次氯酸溶液。

回答下列問題:

1)各裝置的連接順序為___________________→E。

2)裝置A中反應(yīng)的離子方程式是__________________________

3)實驗中控制氯氣與空氣體積比的方法是_____________________。

4)反應(yīng)過程中,裝置B需放在冷水中,其目的是_________________________。

5)裝置E采用棕色圓底燒瓶是因為______________________。

6)若裝置B中生成的Cl2O氣體有20%滯留在E前各裝置中,其余均溶于裝置E的水中,裝置E所得500mL次氯酸溶液濃度為0.8mol/L,則至少需要含水8%的碳酸鈉的質(zhì)量為_________g。

7)已知次氯酸可被H2O2FeCl2等物質(zhì)還原成Cl。測定E中次氯酸溶液的物質(zhì)的量濃度的實驗方案為:用________________準確量取20.00 mL次氯酸溶液,加入足量的________溶液,再加入足量的________溶液,過濾,洗滌,真空干燥,稱量沉淀的質(zhì)量。(可選用的試劑:H2O2溶液、FeCl2溶液、AgNO3溶液。)

【答案】A D B C MnO2 + 4H+2Cl Mn2+ Cl2 ↑+ 2H2O 通過觀察B中產(chǎn)生氣泡的速率調(diào)節(jié)流速 防止反應(yīng)放熱后溫度過高導(dǎo)致 Cl2O 分解 HClO見光易分解 57.6 酸式滴定管 H2O2 AgNO3

【解析】

A裝置用二氧化錳和濃鹽酸制備氯氣,由D裝置飽和食鹽水吸收氯氣中的氯化氫氣體,與空氣形成13的混合氣體通入B裝置,發(fā)生反應(yīng)2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3,防止反應(yīng)放熱后溫度過高導(dǎo)致Cl2O分解,裝置B需放在冷水中,在攪拌棒的作用下與含水8%的碳酸鈉充分反應(yīng)制備Cl2O,通入C裝置吸收除去Cl2O中的Cl2,并在E裝置中用水吸收Cl2O制備次氯酸溶液,據(jù)此分析作答。

(1)A裝置制備氯氣,D裝置吸收吸收氯氣中的氯化氫氣體,與空氣形成13的混合氣體通入B裝置,與含水8%的碳酸鈉充分反應(yīng)制備Cl2O,C裝置吸收除去Cl2O中的Cl2,E裝置中用水吸收Cl2O制備次氯酸溶液,所以各裝置的連接順序為ADBCE;

(2)二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣,反應(yīng)方程式為:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,對應(yīng)離子方程式為:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O

(3)將氯氣和空氣(不參與反應(yīng))以體積比約13混合通入含水8%的碳酸鈉中制備Cl2O,可通過觀察A中產(chǎn)生氣泡的速率調(diào)節(jié)流速,從而控制氯氣與空氣體積比;

(4)由題可知:Cl2O42℃以上會分解生成Cl2O2,故為防止反應(yīng)放熱后溫度過高導(dǎo)致Cl2O分解,裝置B需放在冷水中;

(5)裝置C中使用棕色平底燒瓶可以避光,防止反應(yīng)生成的HClO見光分解;

(6)裝置E所得500mL次氯酸溶液濃度為0.8mol/L,n=cv=0.5mol×0.8mol/L=0.4mol,Cl2O+H2O2HClO,反應(yīng)的二氧化氯為0.2mol,裝置B中生成的Cl2O氣體有20%滯留在E前各裝置中,制得的二氧化氯的物質(zhì)的量為=0.25mol,2Cl2+2Na2CO3+H2OCl2O+2NaCl+2NaHCO3,需碳酸鈉的物質(zhì)的量為0.5mol,質(zhì)量為0.5mol×106g/mol=53g,則至少需要含水8%的碳酸鈉的質(zhì)量為57.6g;

(7)次氯酸具有酸性和強氧化性,需要選用酸式滴定管盛放;FeCl2溶液中含有氯離子,本實驗中需要用硝酸銀溶液測定氯離子,干擾了檢驗結(jié)果,故應(yīng)該選用雙氧水,具體實驗操作方法是:用酸性滴定管準確量取20.00mL次氯酸溶液,加入足量的H2O2溶液,再加入足量的AgNO3溶液,過濾,洗滌沉淀,在真空干燥箱中干燥,用電子天平稱量沉淀質(zhì)量。

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A.a=0.005

B.M點時,n(H+)nOH=0.005amol

C.隨著NaOH溶液的滴加,不斷增大

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(2)用A表示的反應(yīng)速率為:___________________;

(3)下列條件改變時,能加快化學(xué)反應(yīng)速率的是_________請?zhí)畲枺?/span>

A.擴大容器的容積 B.增大C的用量

C.降低體系的溫度 D.加入催化劑

(4)該反應(yīng)達到化學(xué)反應(yīng)限度時,B的轉(zhuǎn)化率為____________。(請保留一位小數(shù))

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1)指出上述提取碘的過程中有關(guān)實驗操作的名稱:步驟③______,步驟⑤______。

2)寫出步驟④對應(yīng)反應(yīng)的離子方程式:______________________________。

3)提取碘的過程中,可供選擇的有機試劑是_______________。

A.酒精 B.醋酸 C.四氯化碳 D.苯

4)為了使海藻灰中的碘離子轉(zhuǎn)化為碘的有機溶液,即完成步驟③至⑤,實驗室里有燒杯、玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導(dǎo)管、圓底燒瓶、石棉網(wǎng)以及必要的夾持儀器和物品,尚缺少的玻璃儀器是_________________________________________________________。

5)從含碘的有機溶劑中提取碘和回收有機溶劑,還需要經(jīng)過蒸餾。指出下圖實驗裝置中存在的錯誤之處:_____________________________。

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