Question

某研究小组为制备消毒液（主要成分为NaClO）设计了A、B两套装置。并查阅到下列资料，“在加热情况下，卤素和碱液发生如下反应：3X₂+6OH^-5X^-+XO+3H₂O。”

请完成下列问题：

（1）装置A的大试管内发生反应的离子方程式为：________________________。

（2）装置A中能否省去盛饱和NaCl溶液的洗气瓶？理由是：________________________。

（3）装置A中能否省去盛浓硫酸的洗气瓶？理由是：________________________。

（4）装置A中能否省去盛冰水的烧杯？理由是：________________________。

（5）装置B中制备时发生的电解反应的化学方程式为________________________。

（6）装置B中a端应接电源的极，理由是：________________________。

Answer 1

（1）Cl₂+2OH^-==Cl^-+ClO^-+H₂O

（2）不能，氯气中混有的HCl气体进入大试管中也会和氢氧化钠溶液反应，降低NaClO的产量和纯度

（3）能，少量水蒸气进入试管中不影响反应

（4）不能，氯气和水的反应是放热反应，反应温度升高时，可能引起副反应，生成NaClO₃

（5）2NaCl+2H₂O==H₂↑+Cl₂↑+2NaOH

（6）正产生的Cl₂能充分和氢氧化钠溶液接触并发生反应

解析：装置A的气体发生装置是制备Cl₂的，反应为MnO₂+4HCl（浓）MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，气体通过饱和NaCl溶液是为了除去Cl₂中的杂质气体HCl，通过浓H₂SO₄时是为了干燥Cl₂，通入冷却的NaOH溶液则是来制备消毒液NaClO，反应为Cl₂+2NaOH==NaCl+NaClO+H₂O。

装置B是利用电解饱和食盐水法来制备NaClO，反应为2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，Cl₂+2NaOH==NaCl+NaClO+H₂O，与a相连的下端电极上产生Cl₂，为阳极，则a电极必定为正极。

问题分析：

（1）离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-==Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O（烧瓶中）

大试管中的是：Cl₂+2OH^-==ClO^-+Cl^-+H₂O

（2）若省去盛饱和NaCl溶液的洗气瓶，则会使HCl气体进入大试管中与NaOH溶液反应，从而使NaClO的产量降低，由于杂质NaCl增多，使NaClO的纯度也降低。

（3）若不干燥Cl₂也可以，因为少量的H₂O对Cl₂跟NaCl溶液的反应不会造成太大的影响。

（4）盛冰水的烧杯不能省去，因为Cl₂和H₂O反应是放热反应，反应温度升高时，可能引起副反应，生成NaClO₃。

（5）2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑

（6）a极是正极，这样下端电极是阳极，电解Cl^-产生Cl₂，Cl₂向上逸出能与NaOH溶液接触更加充分，反应生成NaClO。