题目内容
【题目】如图所示(B中冷却装置未画出),将氯气和空气(不参与反应)以体积比约1∶3混合通入含水8%的碳酸钠中制备Cl2O,并用水吸收Cl2O制备次氯酸溶液。
已知:Cl2O极易溶于水并与水反应生成HClO;Cl2O的沸点为3.8℃,42℃以上分解为Cl2和O2。
(1)①实验中控制氯气与空气的体积比的方法是___________________________________。
②使用多孔球泡的作用是_____________________________________。
(2)①装置B中产生Cl2O的化学方程式为____________________________________。
②若B无冷却装置,进入C中的Cl2O会大量减少。其原因是___________________________。
(3)装置C中采用棕色圆底烧瓶是因为________________________________。
(4)已知次氯酸可被H2O2、FeCl2等物质还原成Cl-。测定C中所得次氯酸溶液的物质的量浓度的实验方案:用_________量取20.00 mL次氯酸溶液于烧杯中,_____________________________。(可选用的试剂:H2O2溶液、FeCl2溶液、AgNO3溶液。除常用仪器外须使用的仪器有:电子天平,真空干燥箱)
【答案】(1)①通过观察A中产生气泡的速率调节流速 ②增加气体与溶液的接触面积,使反应充分进行
(2)①2Cl2+Na2CO3Cl2O+2NaCl+CO2 ②该反应放热,温度升高Cl2O会分解
(3)HClO见光易分解
(4)酸式滴定管或移液管 加入足量的H2O2溶液,再加入足量的AgNO3溶液,过滤,洗涤,在真空干燥箱中干燥,用电子天平称量沉淀质量
【解析】氯气通过A装置与空气形成1∶3的混合气体通入B装置,在搅拌棒的作用下与含水8%的碳酸钠充分反应制备Cl2O,并用水吸收Cl2O制备次氯酸钠溶液,同时用碱石灰吸收含有Cl2O的尾气,防止污染环境,据此分析解答。
(1)①氯气和空气按照体积比约1∶3混合通入潮湿碳酸钠中,控制氯气与空气体积比的方法可以通过观察A中产生气泡的比例来调节气体的流速;②为了使氯气和原溶液充分接触完全反应,可以通过增加气体与溶液的接触面积、并用搅拌棒搅拌等方法,因此使用多孔球泡的作用是增加气体与溶液的接触面积,使反应充分进行。
(2)①装置B中,氯气本身既作氧化剂又作还原剂,本身被氧化成+1价的Cl2O,被还原成1价的氯化钠,故化学方程式为2Cl2+Na2CO3Cl2O+2NaCl+CO2;②由于该反应为放热反应,温度升高Cl2O会分解,故进入C中的Cl2O会大量减少。
(3)装置C中使用棕色圆底烧瓶,目的是可以避光,防止反应生成的HClO见光分解。
(4)选择使用酸式滴定管量取20.00 mL的次氯酸溶液,具体实验操作是:向20.00 mL的次氯酸溶液里加入足量的H2O2溶液,再加入足量的硝酸银溶液,过滤、洗涤,在真空干燥箱中干燥沉淀,用电子天平称量沉淀的质量。