Question

【题目】“84消毒液”广泛应用于杀菌消毒，其有效成分是NaClO。实验小组制备消毒液，并利用其性质探索制备碘水的方法。

资料：i.HClO的电离常数为Ka=4.7×10-8；

H2CO3的电离常数为K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11。

ii.碘的化合物主要以I-和IO3-的形式存在，IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O。

iii.碘单质能与I-反应：I2+I-I3-（I3-低浓度时显黄色，高浓度时为棕色）。

Ⅰ.制备消毒液（夹持装置略）

（1）制备NaClO消毒液的装置是__________（填C或D）。

（2）制备完成后，向C装置的溶液中添加NaOH、Na2SiO3等物质，得到与某品牌成份相同的消毒液，用平衡移动原理解释NaOH的作用___________________。

（3）结合资料i，写出D中反应的化学方程式______________________。

Ⅱ.利用消毒液的性质探究碘水的制备方法

将某品牌“84消毒液”稀释10倍，各取100mL于三个烧杯中，设计如下实验方案制备碘水：

方案	操作	现象	反应后加淀粉溶液
1	烧杯1溶液中加入9gKI固体	溶液为橙黄色	……
2	烧杯2溶液中加入9gKI固体再加入1mo/L盐酸10mL	溶液颜色快速加深，呈紫红色	变蓝
3	烧杯3溶液中加入少量KI固体（小于0.5g）	振荡后溶液保持无色	不变蓝

（4）对比不同方案的实验现象，得出制取碘水的最佳方法要关注的因素是________。

（5）针对烧杯3“滴加淀粉溶液不变蓝”的原因，提出两种假设：

假设1：过量的NaClO将反应生成的I2氧化为IO3-。

设计实验证实了假设1成立。NaClO氧化I2生成IO3-的离子方程式是_____________。

假设2：生成的I2在碱性溶液中不能存在。

设计实验a证实了假设2成立，实验a的操作及现象是______________________。

（6）某小组检验烧杯3所得溶液中含IO3-：取烧杯3所得无色溶液少许，加入稀硫酸酸化的KI溶液，反应后再滴加淀粉溶液，发现溶液变蓝。该实验方案能否证明烧杯3所得溶液中存在IO3-，说明理由______________________。

（7）预测烧杯1反应后加淀粉溶液的实验现象，结合方程式说明预测依据________。

Answer 1

【答案】C ClO-+H2OOH-+HClO，加入NaOH使c(OH-)增大，平衡逆移，使c(HClO)减小，分解速率减慢（或消毒液更稳定） Cl2+NaHCO3=HClO+NaCl+CO2 溶液的酸碱性；消毒液和KI的相对用量 5ClO-+I2+H2O=2IO3+5Cl-+2H+ 向与烧杯3pH相同的NaOH溶液中加入滴有淀粉溶液的碘水，振荡，蓝色褪去 不能，溶液中存在大量ClO的干扰，ClO也可将I氧化为I2使溶液变蓝 “变蓝，因为发生反应ClO+2I-+H2O=I2+Cl-+2OH-（和I2+I-I3-），溶液中存在I2单质”或“变蓝，溶液显橙黄色，肯定存在有色离子I2或I3-，反应生成的I2存在平衡I2+I-I3-，有I2会变蓝”；或“不变蓝，I2在碱性溶液中不存在，发生反应3I2+6OH-==IO3-+5I-+3H2O”

【解析】

（4）

（5）根据得失电子数目和原子守恒写出离子方程式。可通过向碱性溶液中加入淀粉溶液的碘水验证生成的I2在碱性溶液中不能存在。

（6）84消毒液中存在ClO，ClO具有氧化性，可将I氧化为I2，进而对实验产生干扰。

（7）结合题给资料iii进行分析，烧杯1可能出现变蓝、不变蓝或橙黄色，据此进行合理分析。

（1）分析题中Ⅰ.制备消毒液过程，该反应原理为：浓盐酸和KMnO4反应生成Cl2，然后Cl2与NaOH反应生成NaClO。实验中注意Cl2通入C装置前要进行除杂，则可知B装置中应盛有饱和食盐水，实验后要考虑尾气吸收问题。分析实验装置图，可知装置C为制备NaClO消毒液的装置。答案为：C；

（2）C装置生成了消毒液的主要成分——NaClO，ClO在水溶液中发生水解：ClO+H2OHClO+OH，HClO不稳定易分解，故为了使消毒液保持稳定，应抑制ClO的水解，向其中加入NaOH，溶液中的OH浓度增大，使得ClO的水解平衡左移，进而达到稳定消毒液的目的，答案为：ClO+H2OOH+HClO，加入NaOH使c(OH)增大，平衡逆移，使c(HClO)减小，分解速率减慢（或消毒液更稳定）；

（3）根据资料i，可知酸性：H2CO3＞HClO＞HCO3，Cl2与水发生反应生成HCl和HClO，根据酸性强弱可知，最终发生的反应为：Cl2+NaHCO3=HClO+NaCl+CO2。答案为：Cl2+NaHCO3=HClO+NaCl+CO2；

（4）分析Ⅱ中三个实验操作，方案2中生成了碘单质，对比三个实验方案的区别，可知成功制备碘水应注意两个因素：溶液的酸碱性；KI和消毒液的相对用量。答案为：溶液的酸碱性；消毒液和KI的相对用量；

（5）根据得失电子数目和原子守恒，可得出离子反应方程式为：5ClO+I2+H2O=2IO3+5Cl+2H+；可在碱性溶液中加入滴有淀粉溶液的碘水进行验证，实验操作为：向与烧杯3pH相同的NaOH溶液中加入滴有淀粉溶液的碘水，振荡，蓝色褪去；答案为：5ClO+I2+H2O=2IO3+5Cl-+2H+；向与烧杯3pH相同的NaOH溶液中加入滴有淀粉溶液的碘水，振荡，蓝色褪去；

（6）84消毒液的主要成分为NaClO，ClO具有氧化性，同样可以氧化I生成I2，进而干扰实验，故不能证明烧杯3中存在IO3-，答案为：不能，溶液中存在大量ClO的干扰，ClO也可将I氧化为I2使溶液变蓝；

（7）为了保证消毒液的稳定性，84消毒液中加入了NaOH等物质，结合题给资料iii进行变蓝，因为生成了I2；不变蓝，生成的I2又与OH发生了反应。故答案为：“变蓝，因为发生反应ClO+2I-+H2O=I2+Cl-+2OH-（和I2+I-I3-），溶液中存在I2单质”或“变蓝，溶液显橙黄色，肯定存在有色离子I2或I3-，反应生成的I2存在平衡I2+I-I3-，有I2会变蓝”；或“不变蓝，I2在碱性溶液中不存在，发生反应3I2+6OH-==IO3-+5I-+3H2O”。