次**溶液是常用的消毒劑、漂白劑。某學習小組根據需要欲製備濃度不小於0.8mol/L的次**溶液。(查閱資料)...
問題詳情:
次**溶液是常用的消毒劑、漂白劑。某學習小組根據需要欲製備濃度不小於0.8mol/L的次**溶液。
(查閱資料)資料1:常溫常壓下,Cl2O為棕黃*氣體,沸點為3.8 ℃,42 ℃以上會分解生成Cl2和O2,Cl2O易溶於水並與水立即反應生成HClO。
資料2:將*氣和空氣(不參與反應)按體積比1∶3混合通入潮溼的碳**中發生反應2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3,用水吸收Cl2O(不含Cl2)製得次**溶液。
(裝置及實驗)用以下裝置製備次**溶液
回答下列問題:
(1)各裝置的連線順序為____→_____→_____→____→E;
(2)裝置 A 中反應的離子方程式是__________________;
(3)裝置 E中反應的化學方程式是_____________________;
(4)裝置 B 中多孔球泡和攪拌棒的作用是____,反應過程中,裝置B需放在冷水中,其目的是____。
(5)裝置C的主要作用是_____________________;
(6)此方法相對於用*氣直接溶於水製備次**溶液的優點是(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,其餘均溶於裝置E的水中,裝置E所得500mL次**溶液濃度為0.8mol/L,則至少需要含水8%的碳**的質量為___g。
(8)配平下列離子方程式:______Fe(OH)3+ ClO+ OH— FeO42-+ Cl-+ H2O。
【回答】
ADBC MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O Cl2O+H2O=2HClO 加快反應速率,使反應充分進行 防止反應放熱後溫度過高導致Cl2O分解 除去Cl2O中的Cl2 製得的次**溶液濃度較大或製得的次**溶液純度較高或製得的次**溶液不含有Cl-離子或*元素的利用率高等 57.6 2,3,4,2,3,5
【詳解】
(1)實驗的原理是2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3,Cl2O+H2O=2HClO,首先製備*氣,裝置A為製備*氣的裝置,製備*氣中混有HCl和水蒸氣,HCl能與Na2CO3發生反應生成CO2,需要除去*氣中HCl,即裝置D的作用是除去*氣中的HCl,然後通入裝置B製備Cl2O,根據資訊,用水吸收Cl2O製備次**溶液,Cl2O中不含Cl2,裝置C的作用是除去Cl2O中的Cl2,裝置E的作用是製備HClO,即各裝置的連線順序是A→D→B→C→E;
*為A→D→B→C→E;
(2)根據(1)的分析,裝置A為製備*氣,其離子反應方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;*為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
(3)裝置E製備次**,其化學反應方程式為Cl2O+H2O=2HClO;*為Cl2O+H2O=2HClO;
(4)多孔球泡增加Cl2O與水的接觸面積,使其充分反應;攪拌棒的目的是增加Cl2與Na2CO3接觸面積,加快反應速率,使其充分反應;根據題中資訊,Cl2O在42℃以上會分解生成Cl2和O2,因此裝置B需放在冷水中,其目的是防止反應放熱後溫度過高導致Cl2O分解;
(5)根據題中資訊,與H2O反應生成次**的Cl2O中不含Cl2,利用Cl2易溶於有機溶劑,即裝置C的作用是除去Cl2O中的Cl2;*為除去Cl2O中的Cl2;
(6)*氣與水反應生成Cl2+H2O HCl+HClO,該方法制備次**中含有Cl-,次**的濃度較小等;*為製得的次**溶液濃度較大或製得的次**溶液純度較高或製得的次**溶液不含有Cl-離子或*元素的利用率高等;
(7)Cl2O+H2O=2HClO,得出生成次**Cl2O的物質的量為=0.2mol,生成Cl2O有20%滯留在E前各裝置中,因此生成Cl2O總物質的量為=0.25mol,根據2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3,消耗Na2CO3的物質的量為0.25mol×2=0.5mol,則至少需要含水8%的碳**的質量為=57.6g;*為57.6g;
(8)鐵元素的化合價由+3價→+6價,化合價升高3價,ClO-作氧化劑,Cl元素的化合價由+1價→-1價,化合價降低2價,按照得失電子數目守恆,配平其他,該離子方程式為2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;*為2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。
【點睛】
實驗裝置的連線,需要按照制氣裝置→除雜裝置→反應或吸收裝置→尾氣處理裝置,然後按照題中所給資訊,完成細節,如本題中與水反應生成次**的Cl2O中不含Cl2,因此在生成次**時,需要除去Cl2O中的*氣,然後再連線順序,實驗題中應注意題中所給資訊的運用。
知識點:*氣
題型:實驗,探究題
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