题目内容
【题目】Cl2O为国际公认的高效安全灭菌消毒剂之一,实验室可利用氯气和空气(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,并用水吸收Cl2O制备次氯酸溶液,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 |
(1)仪器a的名称为________,所盛放的药品是________。
(2)写出装置A中发生反应的离子方程式:_______________。
(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中Cl2与过量碳酸钠反应生成Cl2O的化学方程式:________。
(6)装置E采用棕色圆底烧瓶的原因是____________。
(7)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++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 控制氯气和空气的体积比 增大反应物接触面积,使反应充分进行 2Cl2+2Na2CO3+H2O=2NaCl+Cl2O+2NaHCO3 次氯酸光照易分解 将装置D放在冷水浴中,以控制三颈烧瓶内的温度不超过42℃
【解析】
根据实验原理及装置分析装置的作用及反应离子方程式;根据装置特点分析装置的缺陷并提出改进措施。
(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)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;
(7)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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