Question

11．某實驗小組用如圖裝置制備家用消毒液，并探究其性質．
反應停止后，取洗氣瓶中無色溶液5mL分別進行了如下實驗：

操作	現(xiàn)象
a．測溶液pH，并向其中滴加2滴酚酞	pH=13，溶液變紅，5min后褪色
b．向其中逐滴加入鹽酸	溶液逐漸變成黃綠色

（1）寫出利用上述裝置制備消毒液涉及反應的化學方程式4HCl+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl₂↑+MnCl₂+2H₂O、 Cl₂+2NaOH═NaClO+NaCl+H₂O．
（2）查閱資料：酚酞的變色范圍為8.2～10，且酚酞在強堿性溶液中紅色會褪去為探究操作a中溶液褪色的原因，又補充了如下實驗：

操作	現(xiàn)象
取5mLpH=13NaOH溶液，向其中滴加2滴酚酞	溶液變紅，30min后褪色

獲得結論：此實驗小組制備的消毒液具有漂白性性．
（3）該小組由操作b獲得結論：隨著溶液酸性的增強，此消毒液的穩(wěn)定性下降．
①操作b中溶液變成黃綠色的原因：2H⁺+ClO^-+Cl^-═Cl₂↑+H₂O（用離子方程式表示）．
②有同學認為由操作b獲得上述結論并不嚴謹，需要進一步確認此結論的實驗方案是取洗氣瓶中溶液5mL，向其中逐滴加入硫酸，觀察溶液是否逐漸變?yōu)辄S綠色．
（4）有效氯的含量是檢測含氯消毒劑消毒效果的重要指標．具體用“單位質量的含氯消毒液在酸性條件下所能釋放出氯氣的質量”進行表征，一般家用消毒液有效氯含量在5%以上．小組同學進行如下實驗測定有效氯：
取此消毒液5g，加入20mL 0.5mol•L^-1KI溶液，10mL 2mol•L^-1的硫酸溶液；加幾滴淀粉溶液后，用0.1mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂，達滴定終點時消耗Na₂S₂O₃20mL．（已知：2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-）．注：相對原子質量Cl35.5，Na23，S32，O 16，I 127，K39
①達到滴定終點時的實驗現(xiàn)象是溶液藍色褪去且半分鐘不恢復．
②此消毒液有效氯含量為1.42%（保留一位有效數(shù)字）．
獲得結論：此實驗制得的消毒液不符合（填“符合”或“不符合”）家用要求．

Answer 1

分析 制備家用消毒液，并探究其性質：裝置A：鹽酸和二氧化錳在加熱條件下反應生成氯氣、氯化錳和水，4HCl+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl₂↑+MnCl₂+2H₂O，裝置B：氯氣和氫氧化鈉反應：Cl₂+2NaOH═NaClO+NaCl+H₂O，制得消毒液，氯氣有毒，尾氣需用氫氧化鈉吸收．
（1）制備消毒液涉及反應為制取氯氣，氯氣和堿反應生成消毒液；
（2）同體積、同PH=13的溶液中，30min后褪色，而消毒液，5min后褪色，通過對比實驗，得出此實驗小組制備的消毒液具有漂白性；
（3）①操作b中溶液變成黃綠色為氯氣，是因為氯離子、次氯酸根離子在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應，生成氯氣；
②用硫酸代替鹽酸，據(jù)此判斷是否為氯元素的價態(tài)歸中生成氯氣；
（4）①碘單質遇淀粉顯示藍色，根據(jù)滴定終點碘單質消耗，判斷顏色變化；
②ClO^-具有強氧化性，酸性條件下，將I^-氧化為I₂，自身被還有為Cl^-，同時生成H₂O，發(fā)生離子反應為：2I^-+ClO^-+2H⁺=I₂+Cl^-+H₂O，結合2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI，2H⁺+ClO^-+Cl^-═Cl₂↑+H₂O，可得關系式2Cl₂～2ClO^-～2I₂～4Na₂S₂O₃，據(jù)此計算單位質量的含氯消毒液在酸性條件下所能釋放出氯氣的質量，進而計算此消毒液有效氯含量．

解答 解：（1）消毒液的主要成分為次氯酸鈉，利用上述裝置制備消毒液，首先在裝置A：鹽酸和二氧化錳在加熱條件下反應生成氯氣、氯化錳和水，4HCl+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl₂↑+MnCl₂+2H₂O，其次在裝置B：氯氣和氫氧化鈉反應：Cl₂+2NaOH═NaClO+NaCl+H₂O，制得消毒液，
故答案為：4HCl+MnO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cl₂↑+MnCl₂+2H₂O；Cl₂+2NaOH═NaClO+NaCl+H₂O；
（2）酚酞在強堿性溶液中紅色會褪去，但同樣體積、同PH值的氫氧化鈉溶液，滴加2滴酚酞溶液變紅，30min后褪色，而消毒液，pH=13，溶液變紅，5min后褪色，褪色時間短，說明此實驗小組制備的消毒液具有漂白性，
故答案為：5mL pH=13；漂白性；
（3）①次氯酸根中氯為+1價，氯離子為-1價，在酸性條件下發(fā)生歸中反應，生成氯氣，反應為：2H⁺+ClO^-+Cl^-═Cl₂↑+H₂O，黃綠色氣體為氯氣，
故答案為：2H⁺+ClO^-+Cl^-═Cl₂↑+H₂O；
②操作b中溶液變成黃綠色，有同學認為氯元素的價態(tài)歸中生成氯氣結論并不嚴謹，需要進一步確認此結論，可由硫酸替代酸性條件，取洗氣瓶中溶液5mL，向其中逐滴加入硫酸，觀察溶液是否逐漸變?yōu)辄S綠色，若沒有，操作b獲得上述結論嚴謹，
故答案為：取洗氣瓶中溶液5mL，向其中逐滴加入硫酸，觀察溶液是否逐漸變?yōu)辄S綠色；
（4）①碘單質遇淀粉顯示藍色，用0.1mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定生成的I₂，溶液藍色褪去且半分鐘內(nèi)不恢復，達到滴定終點，
故答案為：溶液藍色褪去且半分鐘不恢復；  
②ClO^-具有強氧化性，酸性條件下，將I^-氧化為I₂，自身被還有為Cl^-，同時生成H₂O，發(fā)生離子反應為：2I^-+ClO^-+2H⁺=I₂+Cl^-+H₂O，結合2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI，可得關系式2ClO^-～2I₂～4Na₂S₂O₃，有效氯指單位質量的含氯消毒液在酸性條件下所能釋放出氯氣的質量，2H⁺+ClO^-+Cl^-═Cl₂↑+H₂O，根據(jù)2ClO^-～2Cl₂～4Na₂S₂O₃，
$\frac{\frac{0.1mol/L×20×1{0}^{-3}L}{4}}{5g}$×100%=1.42%，所以此實驗制得的消毒液不符合家用要求；
故答案為：1.42；不符合．

點評 本題以消毒液考查物質的成分及含量的探究，明確物質的性質及發(fā)生的化學反應為解答的關鍵，注意計算中量的關系為解答的易錯點，題目難度中等．