Question

【题目】一氧化二氯（Cl2O）是一种氯化剂和氧化剂，极易溶于水，与水反应生成HClO，遇有机物易燃烧或爆炸，42℃以上易分解。某化学兴趣小组设计如图装置以制备Cl2O（支撑及夹持装置已省略）。

已知：① a中固体试剂是MnO2，b中试剂是浓盐酸。 ②Cl2O的部分性质如下表。

熔点	沸点	制备方法
－120.6 ℃	3.8℃	2HgO＋2Cl2 = Cl2O＋HgCl2·HgO

请回答：

（1）指出该制备装置中存在的一个明显错误______________（经改进后进行有关实验）。

（2）装置C中盛有的试剂是______________。

（3）写出装置A中制备Cl2的化学方程式__________。

（4）装置D中采用18℃～20℃水浴的原因之一是如温度过低，反应速率慢，另一个可能的原因是 ___________。

（5）装置D、E间的连接方式与A、B、C间的连接方式有明显的差别，装置D、E间采用这种连接方式的理由是____________。

（6）Cl2O是市场上一种比较理想的饮水消毒剂，ClO2和Cl2O在消毒时自身均被还原为Cl－，则ClO2消毒能力是等质量Cl2O的_________倍（结果保留两位小数）

（7）文献报道说，Cl2O的另一种制备方法是利用Cl2与足量的Na2CO3溶液反应来制得，写出该反应的化学方程式：_________。

Answer 1

【答案】A装置缺少酒精灯加热 浓硫酸 4HCl（浓）＋MnO2 Cl2↑＋MnCl2＋2H2O 温度过高Cl2O分解 防止Cl2O与橡胶管接触发生燃烧或爆炸 1.61 2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl

【解析】

A装置是实验室制取氯气的发生装置，二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气， D装置是制备Cl2O的装置，根据Cl2O的性质，制得的氯气先除杂HCl再干燥，Cl2O在42℃以上易分解，因此制备时要在低温环境中反应，Cl2O遇有机物易燃烧或爆炸，因此在制备时不能接触橡胶管，因此只能用玻璃管连接。

⑴装置A是实验室制取氯气的发生装置，制氯气的反应是二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应，因此该制备装置中存在的一个明显错误是A装置缺少酒精灯加热，故答案为：A装置缺少酒精灯加热；

⑵实验室制Cl2O，需要干燥纯净的氯气，因此B、C装置是除杂和干燥氯气，因此装置C中盛有的试剂是浓硫酸，故答案为：浓硫酸；

⑶装置A中制备Cl2的化学方程式4HCl（浓）＋MnO2 Cl2↑＋MnCl2＋2H2O，故答案为：4HCl（浓）＋MnO2 Cl2↑＋MnCl2＋2H2O；

⑷Cl2O在42℃以上易分解，因此需要在低温下反应得到，装置D中采用18℃～20℃水浴的原因之一是如温度过低，反应速率慢，另一个可能的原因是温度过高Cl2O分解，故答案为：温度过高Cl2O分解；

⑸装置D、E间的连接方式与A、B、C间的连接方式有明显的差别，差别主要是A、B、C连接时有玻璃管和橡胶管，而D、E之间连接时只有玻璃管，再结合Cl2O遇有机物易燃烧或爆炸，装置D、E间采用这种连接方式的理由是防止Cl2O与橡胶管接触发生燃烧或爆炸，故答案为：防止Cl2O与橡胶管接触发生燃烧或爆炸；

⑹ClO2和Cl2O在消毒时自身均被还原为Cl－，则1个ClO2化合价降低5个价态，67.5 g ClO2转移5mol电子，1个Cl2O化合价降低4个价态，等质量的Cl2O转移，因此ClO2消毒能力是等质量Cl2O的5mol÷3.1mol=1.61倍，故答案为：1.61；

⑺Cl2O的另一种制备方法是利用Cl2与足量的Na2CO3溶液反应来制得，该反应的化学方程式2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl，故答案为：2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O +2NaHCO3+2NaCl。