题目内容

【题目】氯气用于自来水的杀菌消毒,但在消毒时会产生一些负面影响,因此人们开始研究一些新型自来水消毒剂。某学习小组查阅资料发现NCl3可作为杀菌消毒剂,该小组利用如图所示的装置制备NCl3,并探究NCl3的漂白性。NCl3的相关性质如下:

物理性质

制备原理

化学性质

黄色油状液体,熔点为-40 ℃,沸点为 71 ℃,不溶于冷水,易溶于有机溶剂,密度为 1.65 g·mL-1

Cl2与NH4Cl水溶液在低温下反应

95 ℃ 爆炸,热水中发生水解

回答下列问题:

(1)根据实验目的,接口连接的顺序为1-________________-2-3-6-7-____________________

(2)C装置中盛放的试剂为饱和食盐水,E装置中盛放的试剂为____________________

(3)A装置中发生反应的离子方程式为_________________________________________

(4)B装置中发生反应的化学方程式为___________________________________,当B装置蒸馏烧瓶中出现较多油状液体后,关闭接口2处的活塞,控制水浴加热的温度为 __________________

(5)当E装置的锥形瓶内有黄色油状液体出现时,用干燥、洁净的玻璃棒蘸取该液体滴到干燥的红色石蕊试纸上,不褪色;若取该液体滴入热水中,片刻后取该热水再滴到干燥的红色石蕊试纸上,先变蓝后褪色,结合反应方程式解释该现象: _____________________________________________________________

【答案】451098NaOH溶液MnO2+4H+2ClMn2++Cl2↑+2H2O3Cl2+NH4Cl===NCl3+4HCl71~95 ℃NCl3+3H2O3HClO+NH3,NCl3本身无漂白性;NCl3在热水中水解生成的NH3·H2O使红色石蕊试纸变蓝,生成的HClO又使其漂白褪色

【解析】

(1)A装置制备氯气制备的氯气中含有HCl、水蒸气用饱和食盐水除去HCl,B装置中Cl2NH4Cl水溶液在低温下反应得到NCl3加热蒸馏再冷凝收集NCl3最后用氢氧化钠溶液吸收尾气防止污染空气据此排序
(2)氯气、氯化氢都能引起空气污染不能直接排放应进行尾气处理,根据氯气、氯化氢性质选择合适的除杂剂
(3)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水
(4) B装置中Cl2NH4Cl水溶液在低温下反应得到NCl3还生成HCl,反应方程式为3Cl2+NH4Cl===NCl3+4HCl;加热蒸馏出NCl3,NCl3的沸点为7195℃爆炸可以知道控制蒸馏温度范围
(5) NCl3本身无漂白性与水反应生成次氯酸和氨气氨气与水反应生成一水合氨一水合氨电离出氢氧根离子溶液显碱性使红色石蕊试纸变蓝生成的HClO又使其漂白褪色据此解答

(1) A装置制备氯气制备的氯气中含有HCl、水蒸气用饱和食盐水除去HCl,B装置中Cl2NH4Cl水溶液在低温下反应得到NCl3加热蒸馏再冷凝收集NCl3最后用氢氧化钠溶液吸收尾气防止污染空气故仪器接口连接的顺序为:1、4、5、2、3、6、7、10、9、8,
因此,本题正确答案是4510; 9; 8
(2)C装置中盛放饱和食盐水吸收除去HCl,E装置中盛放氢氧化钠溶液吸收氯气防止污染空气
因此,本题正确答案是:NaOH溶液
(3)A装置中利用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制备氯气,反应生成氯化锰、氯气与水,反应离子方程式为MnO2+4H+2ClMn2++Cl2↑+2H2O,
因此,本题正确答案是MnO2+4H+2ClMn2++Cl2↑+2H2O;
(4) B装置中Cl2NH4Cl水溶液在低温下反应得到NCl3还生成HCl,反应方程式为3Cl2+NH4Cl===NCl3+4HCl;加热蒸馏出NCl3,NCl3的沸点为7195℃爆炸可以知道控制蒸馏温度为71~95 ℃,
因此,本题正确答案是3Cl2+NH4Cl===NCl3+4HCl71~95 ℃;
(5) E装置的锥形瓶内有黄色油状液体为NCl3用干燥、洁净的玻璃棒蘸取该液体滴到干燥的红色石蕊试纸上不褪色说明NCl3没有漂白性若取该液体滴入热水中,NCl3发生水解片刻后取该热水再滴到干燥的红色石蕊试纸上先变蓝后褪色说明有碱性物质与强氧化性物质生成水解应生成氨气与HClO。即发生反应为NCl3+3H2O3HClO+NH3
因此,本题正确答案是NCl3+3H2O3HClO+NH3,NCl3本身无漂白性;NCl3在热水中水解生成的NH3·H2O使红色石蕊试纸变蓝,生成的HClO又使其漂白褪色。

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