Question

【題目】“84消毒液”因1984年北京某醫(yī)院研制使用而得名，在2020年抗擊新型冠狀病毒肺炎中被廣泛用于消毒，其有效成分是NaClO。某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室制備NaClO溶液，并進(jìn)行性質(zhì)探究和成分測(cè)定。

已知：①室溫下，飽和NaClO溶液pH為11

②25℃時(shí)，H2CO3：Ka1=4.4×10-7，Ka2=4.7×10-11；HClO：Ka=3.0×10-8

I．制備NaClO溶液

該學(xué)習(xí)小組按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(部分夾持裝置省去)

(1)上圖中A為實(shí)驗(yàn)室制備Cl2的發(fā)生裝置，可以選用下列圖中_(填代號(hào))裝置，用該裝置制備Cl2反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。

(2)B裝置中儀器a的名稱(chēng)是____，B裝置可除去氯氣中氯化氫雜質(zhì)， 此外還有______作用(寫(xiě)出一點(diǎn))。

II．NaClO性質(zhì)探究

按上圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一段時(shí)間后，取C瓶中的溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如下表：

	實(shí)驗(yàn)內(nèi)容	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)l	取樣，滴加紫色石蕊試液	變藍(lán)，不褪色
實(shí)驗(yàn)2	測(cè)定溶液的pH	12

(3)C瓶溶液中的溶質(zhì)除NaCl外，還有______(填化學(xué)式)。

(4)將C瓶中NaOH溶液換成NaHCO3溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后，取C瓶中的溶液按上表實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)象為：實(shí)驗(yàn)l中紫色石蕊試液立即褪色，實(shí)驗(yàn)2中溶液的pH=7。結(jié)合平衡移動(dòng)原理解釋紫色石蕊試液立即褪色的原因是________。

III．測(cè)定C瓶溶液中NaClO含量(單位：g·L-1)

i.取C瓶溶液10.00mL于錐形瓶中，加入適量硫酸酸化，迅速加入過(guò)量KI溶液，蓋緊瓶塞并在暗處充分反應(yīng)。

ii.用0.1000molL-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定上述錐形瓶中的溶液至終點(diǎn)，重復(fù)操作2~3次，消耗Na2S2O3溶液的平均用量為12.00mL。(已知：I2+2=2I-+)

(5)i中主要發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______，ii中用_______作指示劑。

(6)蓋緊瓶塞并在暗處反應(yīng)的原因是________。

(7)C瓶溶液中NaClO含量是______g·L-1(保留2位小數(shù))。

Answer 1

【答案】甲或乙 MnO2+4HCl(濃)Cl2↑+MnCl2+2H2O 或2KMnO4+16HCl＝2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 長(zhǎng)頸漏斗 貯藏少量氣體或平衡氣壓(安全瓶)或防倒吸 NaClO、NaOH 溶液中存在平衡 Cl2+H2OHCl+HClO，HCO3- 消耗 H+，使平衡右移，HClO 濃度增大 ClO-+2I-+2H+=I2+Cl-+H2O 淀粉溶液 防止HClO分解(防止Cl2、I2逸出) 4.47

【解析】

I．制備NaClO溶液

(1)實(shí)驗(yàn)室制備Cl2若采用二氧化錳與濃鹽酸加熱的方法，根據(jù)反應(yīng)條件結(jié)合裝置可知乙和丙不能進(jìn)行加熱，只能在甲裝置中進(jìn)行反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO2+4HCl(濃)Cl2↑+MnCl2+2H2O；若采用采用高錳酸鉀與濃鹽酸常溫下制備氯氣，則不需要加熱裝置，同時(shí)因高錳酸鉀易溶于水不能選用丙裝置制取，應(yīng)該在乙裝置中進(jìn)行，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO4+16HCl＝2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，

故答案為：甲或乙；MnO2+4HCl(濃)Cl2↑+MnCl2+2H2O或2KMnO4+16HCl＝2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；

(2) B裝置中儀器a為長(zhǎng)頸漏斗，B裝置可除去氯氣中氯化氫雜質(zhì)， 此外因長(zhǎng)頸漏斗與外界連通，可以起到平衡內(nèi)外壓強(qiáng)的作用從而能有效的防止倒吸現(xiàn)象，另外過(guò)量的氯氣還可以貯藏在B中，

故答案為：長(zhǎng)頸漏斗；貯藏少量氣體或平衡氣壓(安全瓶)或防倒吸；

II．NaClO性質(zhì)探究

(3) C瓶溶液中的溶質(zhì)除NaCl外，還存在產(chǎn)物次氯酸鈉，但室溫下，飽和NaClO溶液pH為11，C中溶液的pH值12，從而說(shuō)明溶液還存在未反應(yīng)完的氫氧化鈉，

故答案為：NaClO、NaOH；

(4) 溶液中存在平衡Cl2+H2OHCl+HClO，結(jié)合碳酸的酸性比鹽酸弱，但因H2CO3：Ka1=4.4×10-7，HClO：Ka=3.0×10-8，可知碳酸酸性強(qiáng)于次氯酸，則碳酸氫鈉只與鹽酸反應(yīng)不能與次氯酸反應(yīng)，HCO3- 消耗H+，使平衡右移，HClO 濃度增大，HClO濃度越大漂白能力增強(qiáng)，因此使紫色石蕊褪色，

故答案為：溶液中存在平衡Cl2+H2OHCl+HClO，HCO3- 消耗H+，使平衡右移，HClO 濃度增大；

III．測(cè)定C瓶溶液中NaClO含量(單位：g·L-1)

(5)i.取C瓶溶液10.00mL于錐形瓶中，加入適量硫酸酸化，迅速加入過(guò)量KI溶液，C中的ClO-具有強(qiáng)氧化性能氧化碘離子，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：ClO-+2I-+2H+=I2+Cl-+H2O；ii.用0.1000molL-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定含碘單質(zhì)的溶液至終點(diǎn)，應(yīng)選用淀粉做指示劑，

故答案為：ClO-+2I-+2H+=I2+Cl-+H2O；淀粉；

(6) 蓋緊瓶塞并在暗處反應(yīng)的主要原因是：HClO不穩(wěn)定，在受熱或者見(jiàn)光條件下易發(fā)生分解反應(yīng)，同時(shí)也可以防止溶液中產(chǎn)生的氯氣和碘逸出，故答案為：防止HClO分解(防止Cl2、I2逸出)

(7) 結(jié)合反應(yīng)ClO-+2I-+2H+=I2+Cl-+H2O，I2+2=2I-+，根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，則，C瓶溶液中NaClO含量是，

故答案為：4.47。