Question

【題目】次氯酸溶液是常用的消毒劑、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。

（查閱資料）

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 Cl2和O2， 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)2Cl2＋2Na2CO3＋H2OCl2O＋2NaCl＋2NaHCO3，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)裝置 E中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。

(4)裝置 B 中多孔球泡和攪拌棒的作用是_______；反應(yīng)過程中，裝置B需放在冷水中，其目的是_____。

(5)裝置 C 的主要作用是_____。

(6)此方法相對于用氯氣直接溶于水制備次氯酸溶液的優(yōu)點是（答出一條即可）_____。

(7)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。

Answer 1

【答案】A D B C MnO2 + 4H＋+2Cl－ Mn2＋+ Cl2 ↑+ 2H2O Cl2O+ H2O2HClO 加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)充分進(jìn)行 防止反應(yīng)放熱后溫度過高導(dǎo)致 Cl2O 分解 除去 Cl2O 中的 Cl2 制得的次氯酸溶液濃度較大或制得的次氯酸溶液純度較高或制得的次氯酸溶液不含有Cl-離子或氯元素的利用率高等 57.6

【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1：3的混合氣體通入B裝置，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，反應(yīng)為：2Cl2+Na2CO3═Cl2O+2NaCl+CO2，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1：3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；故答案為：A、D、B、C；

(2)裝置 A 中利用二氧化錳與濃鹽酸共熱制取氯氣，反應(yīng)的離子方程式是MnO2 + 4H＋+2Cl－ Mn2＋+ Cl2 ↑+ 2H2O；

(3)裝置 E中用水吸收Cl2O制備次氯酸溶液，反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cl2O+ H2O=2HClO；

(4)裝置B中多孔球泡和攪拌棒的作用是加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)充分進(jìn)行；由題可知：Cl2O 42℃以上會分解生成Cl2和O2，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；故答案為：防止反應(yīng)放熱后溫度過高導(dǎo)致Cl2O分解；

(5) Cl2O為極性分子，Cl2為非極性分子，根據(jù)相似相容原理，氯氣易溶于四氯化碳，可在裝置C中除去Cl2O中的Cl2；

(6)此方法相對于用氯氣直接溶于水制備次氯酸溶液的優(yōu)點是制得的次氯酸溶液濃度較大或制得的次氯酸溶液純度較高或制得的次氯酸溶液不含有Cl-離子或氯元素的利用率高等；

(7)裝置E所得500mL次氯酸溶液濃度為0.8mol/L ，根據(jù)反應(yīng)Cl2O+ H2O=2HClO，則被吸收的Cl2O的物質(zhì)的量為，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B中生成的Cl2O氣體的物質(zhì)的量為，根據(jù)反應(yīng)2Cl2＋2Na2CO3＋H2OCl2O＋2NaCl＋2NaHCO3，則至少需要含水8%的碳酸鈉的質(zhì)量為。