Question

【題目】常溫常壓下，一氧化二氯(Cl2O)為棕黃色氣體，沸點為 3.8 ℃，42 ℃以上會分解生成 Cl2 和 O2，Cl2O 易溶于水并與水反應生成 HClO。

（制備產品）

將氯氣和空氣(不參與反應)按體積比 1∶3 混合通入含水 8%的碳酸鈉中制備 Cl2O，并 用水吸收 Cl2O(不含 Cl2)制備次氯酸溶液。

（1）各裝置的連接順序為 → → →C→ 。_____

（2）寫出 A 中反應的離子方程式______。

（3）裝置 B 中多孔球泡和攪拌棒的作用是_________； 裝置 C 的作用是_____。

（4）制備 Cl2O 的化學方程式為_____。

（5）反應過程中，裝置 B 需放在冷水中，其目的是_____。

（6）此方法相對于用氯氣直接溶于水制備次氯酸溶液有兩個主要優點，分別是_____、_____。

（測定濃度）

（7）用下列實驗方案測定裝置 E 所得溶液中次氯酸的物質的量濃度：

量取 10.00 mL 上述次氯酸溶液，并稀釋至 100.00 mL，再從其中取出 10.00 mL 于 錐形瓶中，并加入 10.00 mL 0.8000 mol·L－1 的 FeSO4 溶液(過量)，充分反應后，用0.05000 mol·L－1 的酸性 KMnO4 溶液滴定剩余的 Fe2＋，消耗 KMnO4 溶液 24.00 mL，則 原次氯酸溶液的濃度為_____。判斷下列情況對 HClO 含量測定結果的影響（填“偏高” 、“偏低”或“無影響 ”）若 FeSO4 標準溶液部分變質，會使測定結果_____；若配制酸性 KMnO4 溶液 時，定容時俯視刻度線，會使測定結果_________。

Answer 1

【答案】A D B EMnO2 + 4H＋ +2Cl－ =Mn2＋+ Cl2 ↑+ 2H2O加快反應速率，使反應充分進行除去 Cl2O 中的 Cl22Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋2NaCl＋CO2(或 2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaCl＋2NaHCO3)防止反應放熱后溫度過高導致 Cl2O 分解制得的次氯酸溶液純度較高濃度較大1.000mol·L－1偏高偏高

【解析】

（1）根據實驗目的，要將Cl2和空氣混合通入含Na2CO3溶液中制備Cl2O ，應先用裝置A制備Cl2，再通過裝置D除去混合氣體中的HCl氣體，同時混入空氣，將混合氣體通入裝置B，在裝置B中發生制備Cl2O 的反應；然后將制取的Cl2O氣體先通入裝置C，以除去Cl2雜質氣體，最后通過裝置E制取次氯酸溶液，故裝置的連接順序為A、D、B、C、E；綜上所述，本題答案是：A、D、B、E。

（2）二氧化錳與濃鹽酸加熱反應生成氯化錳、氯氣和水，反應的離子方程式：MnO2 +4H＋ +2Cl－ =Mn2＋+ Cl2↑+ 2H2O；因此本題答案是：MnO2 + 4H＋ +2Cl－ =Mn2＋+ Cl2↑+2H2O。

（3）多孔球泡和攪拌棒均能增大反應物的接觸面積，加快反應速率，使反應充分進行。氯氣屬于非極性分子，易溶于非極性的有機溶劑四氯化碳，所以裝置 C 的作用是除去 Cl2O 中的Cl2；綜上所述，本題答案是：加快反應速率，使反應充分進行； 除去 Cl2O 中的 Cl2。

（4）氯氣與碳酸鈉溶液發生歧化反應，其中氯元素從0價變為+1價和-1價，生成Cl2O和NaCl，反應的方程式為：2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋2NaCl＋CO2(或 2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaCl＋2NaHCO3)；因此本題答案是：2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋2NaCl＋CO2(或 2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaCl＋2NaHCO3)。

（5）已知Cl2O 在42℃以上會分解生成Cl2和O2，因此反應過程中，裝置B需放在冷水中，防止反應放熱后溫度過高導致Cl2O分解；因此本題答案是：防止反應放熱后溫度過高導致 Cl2O 分解。

（6）氯氣直接溶于水反應生成鹽酸和次氯酸的反應為可逆反應，制備的次氯酸濃度較低，并且有鹽酸雜質，而用此方法制備次氯酸溶液純度較高、濃度較大；因此本題答案是：制得的次氯酸溶液純度較高、濃度較大。

（7）根據反應：H++HClO+2Fe2+=Cl-+2Fe3++H2O可知：HClO--2Fe2+；MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O可知MnO4--5Fe2+，則有關系式：n(Fe2+)=2n(HClO)+5n(MnO4-),帶入數據：10×10-3×0.8=2c(HClO)×10×10-3+5×10-3×24×0.05，解得c(HClO)=0.1mol/L，則稀釋前的濃度為c(HClO)=0.1×100/10= 1.000mol·L－1；若 FeSO4 標準溶液部分變質，則消耗的高錳酸鉀的量減小，根據n(Fe2+)=2n(HClO)+5n(MnO4-)關系可知，n(HClO)的量增大，c(HClO)偏高；若配制酸性 KMnO4 溶液時，定容時俯視刻度線，造成c(KMnO4)偏大，消耗的體積偏小，n(MnO4-)減小，根據n(Fe2+)=2n(HClO)+5n(MnO4-)關系可知，n(HClO)的量偏大，會使測定結果偏大；綜上所述，本題答案是：1.000mol·L－1 ；偏高；偏高。