次**溶液是常用的消毒剂、漂白剂。某学习小组根据需要欲制备浓度不小于0.8mol/L的次**溶液。(查阅资料)...
问题详情:
次**溶液是常用的消毒剂、漂白剂。某学习小组根据需要欲制备浓度不小于0.8mol/L的次**溶液。
(查阅资料)资料1:常温常压下,Cl2O为棕黄*气体,沸点为3.8 ℃,42 ℃以上会分解生成Cl2和O2,Cl2O易溶于水并与水立即反应生成HClO。
资料2:将*气和空气(不参与反应)按体积比1∶3混合通入潮湿的碳**中发生反应2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3,用水吸收Cl2O(不含Cl2)制得次**溶液。
(装置及实验)用以下装置制备次**溶液
回答下列问题:
(1)各装置的连接顺序为____→_____→_____→____→E;
(2)装置 A 中反应的离子方程式是__________________;
(3)装置 E中反应的化学方程式是_____________________;
(4)装置 B 中多孔球泡和搅拌棒的作用是____,反应过程中,装置B需放在冷水中,其目的是____。
(5)装置C的主要作用是_____________________;
(6)此方法相对于用*气直接溶于水制备次**溶液的优点是(答出一条即可)______________。
(7)若装置B中生成的Cl2O气体有20%滞留在E前各装置中,其余均溶于装置E的水中,装置E所得500mL次**溶液浓度为0.8mol/L,则至少需要含水8%的碳**的质量为___g。
(8)配平下列离子方程式:______Fe(OH)3+ ClO+ OH— FeO42-+ Cl-+ H2O。
【回答】
ADBC MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O Cl2O+H2O=2HClO 加快反应速率,使反应充分进行 防止反应放热后温度过高导致Cl2O分解 除去Cl2O中的Cl2 制得的次**溶液浓度较大或制得的次**溶液纯度较高或制得的次**溶液不含有Cl-离子或*元素的利用率高等 57.6 2,3,4,2,3,5
【详解】
(1)实验的原理是2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3,Cl2O+H2O=2HClO,首先制备*气,装置A为制备*气的装置,制备*气中混有HCl和水蒸气,HCl能与Na2CO3发生反应生成CO2,需要除去*气中HCl,即装置D的作用是除去*气中的HCl,然后通入装置B制备Cl2O,根据信息,用水吸收Cl2O制备次**溶液,Cl2O中不含Cl2,装置C的作用是除去Cl2O中的Cl2,装置E的作用是制备HClO,即各装置的连接顺序是A→D→B→C→E;
*为A→D→B→C→E;
(2)根据(1)的分析,装置A为制备*气,其离子反应方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;*为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
(3)装置E制备次**,其化学反应方程式为Cl2O+H2O=2HClO;*为Cl2O+H2O=2HClO;
(4)多孔球泡增加Cl2O与水的接触面积,使其充分反应;搅拌棒的目的是增加Cl2与Na2CO3接触面积,加快反应速率,使其充分反应;根据题中信息,Cl2O在42℃以上会分解生成Cl2和O2,因此装置B需放在冷水中,其目的是防止反应放热后温度过高导致Cl2O分解;
(5)根据题中信息,与H2O反应生成次**的Cl2O中不含Cl2,利用Cl2易溶于有机溶剂,即装置C的作用是除去Cl2O中的Cl2;*为除去Cl2O中的Cl2;
(6)*气与水反应生成Cl2+H2O HCl+HClO,该方法制备次**中含有Cl-,次**的浓度较小等;*为制得的次**溶液浓度较大或制得的次**溶液纯度较高或制得的次**溶液不含有Cl-离子或*元素的利用率高等;
(7)Cl2O+H2O=2HClO,得出生成次**Cl2O的物质的量为=0.2mol,生成Cl2O有20%滞留在E前各装置中,因此生成Cl2O总物质的量为=0.25mol,根据2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3,消耗Na2CO3的物质的量为0.25mol×2=0.5mol,则至少需要含水8%的碳**的质量为=57.6g;*为57.6g;
(8)铁元素的化合价由+3价→+6价,化合价升高3价,ClO-作氧化剂,Cl元素的化合价由+1价→-1价,化合价降低2价,按照得失电子数目守恒,配平其他,该离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;*为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。
【点睛】
实验装置的连接,需要按照制气装置→除杂装置→反应或吸收装置→尾气处理装置,然后按照题中所给信息,完成细节,如本题中与水反应生成次**的Cl2O中不含Cl2,因此在生成次**时,需要除去Cl2O中的*气,然后再连接顺序,实验题中应注意题中所给信息的运用。
知识点:*气
题型:实验,探究题