【题目】某实验小组学习过氧化钠与水的反应时,向滴有酚酞的水中加入过氧化钠,发现溶液先变红后褪色,对此产生兴趣并进行研究。
(1)写出Na2O2与水反应的化学方程式:______。
(2)甲同学查阅资料:红色褪去的原因是H2O2在碱性条件下氧化了酚酞。
①甲同学通过实验证实了Na2O2与水反应所得溶液中有较多的H2O2:取少量反应所得溶液,加入试剂______(填化学式),有气体产生。
②甲同学利用3% H2O2溶液、酚酞试液、1mol·L-1 NaOH溶液,证实了碱性条件是必需的。
操作 | 现象 | |
实验1 | 向2mL 3%H2O2溶液中加入3滴酚酞试液,振荡,静置5min,再加入5滴1mol·L-1 NaOH溶液 | 观察到______。 |
(3)为了更深入地了解该原理,甲同学继续查阅资料,发现H2O2溶液中相关微粒的物质的量分数X(i)与溶液pH的关系如图所示。
据此,甲同学设计实验2继续研究:
操作 | 现象 | |
实验2 | i.配制20mL 3%H2O2与NaOH的混合溶液,调节pH分别为10~14。 ii.滴入3滴酚酞试液,搅拌后静置,记录酚酞完全褪色的时间 | 得到如图所示实验结果: |
甲同学由此提出假设I:溶液褪色的主要原因是酚酞被HO氧化,请结合化学反应速率和化学平衡的相关知识解释此假设:_____。
(4)乙同学查阅资料,发现酚酞(以H2L表示)在不同pH条件下存在多种结构之间的变化:
由此提出,甲同学实验2中pH13时红色褪去的原因还存在假设II:_____。
(5)针对假设I、II,小组同学设计了如下实验:
试剂加入顺序 | 现象 | |
实验3 | i.烧杯中加入10mL 2mol·L-1 NaOH溶液、8mL H2O ii.加入3滴酚酞试液 | 溶液变红,然后褪色 |
iii.搅拌、静置后加入2mL 30% H2O2溶液 | _____ | |
iv.向褪色后的溶液中加入盐酸调节pH至12 | 溶液变红,然后褪色 | |
实验4 | i.烧杯中加入10mL 2mol·L-1 NaOH溶液、8mL H2O ii.加入2mL 30% H2O2溶液 iii.搅拌、静置后加入3滴酚酞试液 | 溶液变红,然后褪色 |
iv.向褪色后的溶液中加入盐酸调节pH至12 | 不变红 |
①与L2-和HL-相比较,L(OH)比前两者更_____被氧化(填“难”或“易”)。
②实验3中调节pH至12,溶液变红然后褪色的原因是:_____。
③根据实验得出结论:甲同学实验2中pH13时红色褪去的主要原因是_____(填“假设I”或“假设II”),请依据实验现象阐述理由:_____。
【题目】(1)“84”消毒液是一种常用的消毒剂,其有效成分是______(填化学式)。某学生用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,制作了一种家用环保型消毒液发生器,如图所示。电极c处发生反应的离子方程式依次为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-;_____。
(2)“84”消毒液工业品中常含有1.5%~3%的NaOH,其目的一是使平衡_____(写出离子方程式)向逆方向移动;二是吸收空气中的_____(填化学式)防止消毒液失效。
(3)消毒液中氯元素的存在形态与溶液pH的关系如下:
溶液pH | >9 | 5~6 | 4~5 | 2~3 | <2 |
主要成分 | NaClO | HClO与NaClO(少量) | HClO与Cl2(少量) | HClO与Cl2 | Cl2 |
请你写出pH降低时产生氯气的离子方程式:_____。
(4)某同学猜测“84消毒液”(以下简称“84”)可以“漂白”米醋,进行了实验1和实验2:
编号 | 实验操作 | 实验现象 |
实验1 | 滴加2滴米醋,5滴管“84” | 溶液无色,闻到刺激性气味 |
实验2 | 滴加2滴米醋,5滴管蒸馏水 | 溶液为浅棕色,无刺激性气味 |
实验2的目的是:①______;②______。
为进一步研究“84”与米醋的反应,该同学又进行了以下实验:
编号 | 实验操作 | 实验现象 |
实验3 | 逐滴加入“84”,10滴米醋 | “84”滴入后迅速产生刺激性气味的气体;滴加至5滴时,溶液开始褪色;滴加至21滴时,褪为淡黄色;继续滴加不再出现明显褪色。 |
实验4 | 逐滴加入米醋,21滴“84” | 滴入米醋后立即褪色;当米醋滴加至10滴时,溶液较实验3颜色更浅;当米醋加至17滴时,与实验3中溶液最终颜色相同。 |
请你结合上述实验和相关资料,分析实验3与实验4现象的差异:______。
(5)某工厂使用次氯酸钠漂白棉布,该工厂对生产条件进行了研究,结果如图所示:
查阅资料得知:次氯酸钠对纤维素的破坏分为两个阶段进行。第一阶段:纤维素纤维的羟基与次氯酸作用生成次氯酸酯;第二阶段:生成的次氯酸酯在OH-离子作用下,失去一分子氯化氢,并转变为醛或酮,直接影响纤维素化学键的稳定性。
①当溶液pH=7时,纤维聚合度最低,纤维损伤最严重的原因是:_____。
②综合考虑,生产过程中pH最好选择_____,理由是_____。