题目内容
【题目】Cl2O为国际公认的高效安全灭菌消毒剂之一,实验室可利用氧气和空气(氯气与空气体积比为1∶3,空气不参与反应)的混合气与含水8%的碳酸钠反应制备,所用实验装置和Cl2O的性质如下:
颜色 | 棕黄色 |
状态 | 气体 |
气味 | 强刺激性 |
熔点 | -116℃ |
沸点 | 3.8℃ |
水溶性 | 极易溶于水,与水反应生成次氯酸 |
热稳定性 | 42℃以上,分解为Cl2和O2 |
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_______________,所盛放的药品是_____________________。
(2)写出装置A 中发生的离子方程式:_____________________________。
(3)装置C的主要作用是_______________________________________。
(4)装置D、E 中都用到多孔球泡,其作用是____________________________。
(5)写出装置D生成Cl2O的化学方程式:___________________________。
(6)Cl2O是一种更为理想的饮用水消毒剂,ClO2和Cl2O在消毒时自身均被还原为Cl-,ClO2的消毒能力是等质量Cl2O的______________ (结果保留两位小数)倍。
(7)装置E中所得溶液呈黄绿色,可能的原因是D中的氯气过量进入E中,设计实验证明:____________________________________________________________。
(8)制备Cl2O装置中存在缺陷,请提出改进措施:_____________________________。
【答案】 球形干燥管 碱石灰 MnO2+4H++2C1-Mn2++Cl2↑+2H2O 控制氯气和空气的体积比 增大接触面积,使反应充分进行 2Cl2+ 2Na2CO3+H2O=2NaCl+Cl2O+2NaHCO3 1.61 取样,滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则说明是氯气过量所致 将装置D放在冰水浴中,以控制三颈烧瓶内的温度不超过42℃
【解析】(1)仪器a的名称为球形干燥管,盛有碱石灰吸收尾气,防止污染空气。答案为:球形干燥管 、碱石灰
(2)实验室用浓盐酸与二氧化锰利用装置A制备氯气,离子方程式为:MnO2+4H++2C1-Mn2++Cl2↑+2H2O答案为:MnO2+4H++2C1-
Mn2++Cl2↑+2H2O
(3)C中盛有浓硫酸便于空气和氯气混合均匀,同时控制氯气和空气的体积比,有利于氯气的反应。答案为:控制氯气和空气的体积比
(4)装置D、E 中都用到多孔球泡,能增大反应物的接触面积,使反应充分进行。答案为:增大接触面积,使反应充分进行。
(5)氯气与空气体积比为1∶3的混合气体与含水8%的碳酸钠在装置D中发生氧化还原反应生成Cl2O,反应的方程式为:2Cl2+ 2Na2CO3+H2O=2NaCl+Cl2O+2NaHCO3答案为:2Cl2+ 2Na2CO3+H2O=2NaCl+Cl2O+2NaHCO3
(6)ClO2和Cl2O在消毒时自身均被还原为Cl-,质量相同的ClO2和Cl2O的消毒能力之比就是它们得电子的数目之比。设ClO2和Cl2O的质量均为1 g,1 g ClO2得电子数为:×5=
mol,1 g Cl2O得电子数为:
×4=
mol,则ClO2与Cl2O的消毒能力之比为
:
=1.61,即ClO2的消毒能力是Cl2O的1.61倍。答案为:1.61
(7)装置E中所得溶液呈黄绿色,要想证明是D中的氯气过量进入E中,只要证明E中含有Cl- 即可,可设计实验如下:取样,滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则说明是氯气过量所致 。答案为:取样,滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则说明是氯气过量所致 。
(8)Cl2O在42℃以上,分解为Cl2和O2,因此装置D中的温度不能过高,所以将装置D放在冰水浴中,以控制三颈烧瓶内的温度不超过42℃。答案为:将装置D放在冰水浴中,以控制三颈烧瓶内的温度不超过42℃
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