Question

【題目】如圖所示(B中冷卻裝置未畫出)，將氯氣和空氣(不參與反應)以體積比約1∶3混合通入含水8%的碳酸鈉中制備Cl2O，并用水吸收Cl2O制備次氯酸溶液。

已知：Cl2O極易溶于水并與水反應生成HClO；Cl2O的沸點為3.8 ℃，42 ℃以上分解為Cl2和O2。

(1)①實驗中控制氯氣與空氣體積比的方法是________________________________。

②為使反應充分進行，實驗中采取的措施有______________________________。

③裝置D的作用是____________________________________。

(2)①裝置B中產生Cl2O的化學方程式為：____________________________________。

②若B無冷卻裝置，則進入C中的Cl2O會大量減少。其原因是_____________________。

(3)裝置C中采用棕色圓底燒瓶是因為______________________________________。

(4)已知次氯酸可被H2O2、FeCl2等物質還原成Cl－。測定C中次氯酸溶液的物質的量濃度的實驗方案為：用_____取20.00 mL次氯酸溶液，加入足量的_________________，再加入足量的_______________，過濾，洗滌沉淀，在真空干燥箱中干燥，用電子天平稱量沉淀質量。 (可選用的試劑：H2O2溶液、FeCl2溶液、AgNO3溶液)。

Answer 1

【答案】通過觀察A中產生氣泡的速率調節流速 攪拌、使用多孔球泡 吸收未反應的氯氣，防止污染空氣 2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋2NaCl＋CO2 該反應放熱，溫度升高Cl2O會分解 HClO見光易分解 酸式滴定管 H2O2溶液 硝酸銀溶液

【解析】

氯氣通過A裝置與空氣形成1：3的混合氣體通入B裝置，在攪拌棒的作用下與含水8%的碳酸鈉充分反應制備Cl2O，并用水吸收Cl2O制備次氯酸鈉溶液，同時用堿石灰吸收含有Cl2O的尾氣，防止污染環境，（1）①控制氯氣與空氣體積比的方法可以通過觀察A中產生氣泡的比例來調節氣體的流速；②增加氣體與溶液的接觸面積、攪拌等措施都可以加快反應速率；③裝置D的作用是是吸收未反應的氯氣，防止污染空氣；（2）①裝置B中，氯氣本身既作為氧化劑又作還原劑，本身被氧化到+1價的Cl2O，被還原到-1價的氯化鈉；②由于該反應為放熱反應，溫度升高Cl2O會分解，故進入C中的Cl2O會大量減少；（3）裝置C是用水吸收Cl2O制備次氯酸溶液，但生成的HClO見光易分解，反應裝置須選擇避光；（4）需要20.00mL的次氯酸溶液，根據精確度應選用酸、堿式滴管，再根據HClO溶液既有酸性，又有強氧化性確定滴定管的類型；實驗原理是結合所提供的試劑H2O2是還原HClO生成Cl-，再滴加過量提供的硝酸銀溶液，根據生成的AgCl沉淀質量計算原溶液HClO的濃度。

（1）①通過觀察A中產生氣泡的速率調節氣體的流速可以控制氯氣與空氣體積比的方法；②多孔球泡增加氣體與溶液的接觸面積可以加快反應速率；為使反應充分進行，實驗中采取的措施有攪拌、使用多孔球泡；③裝置D的作用是吸收未反應的氯氣，防止污染空氣；

（2）①裝置B中，氯氯氣和碳酸鈉反應生成Cl2O，化學方程式為：2Cl2＋Na2CO3=Cl2O＋2NaCl＋CO2；②由于該反應為放熱反應，溫度升高Cl2O會分解，故進入C中的Cl2O會大量減少；

（3）水吸收Cl2O制備次氯酸溶液，HClO見光易分解，故裝置C中采用棕色圓底燒瓶；

（4）次氯酸溶液既有酸性，又有強氧化性，應選用酸式滴定管；具體實驗操作是，向20.00mL的次氯酸溶液里加入足量的H2O2溶液，再加入足量的AgNO3溶液，過濾、洗滌，在真空干燥箱中干燥沉淀，用電子天平稱量沉淀的質量。