Question

【題目】2020年春節(jié)前后，新型冠狀病毒嚴(yán)重影響了人們的正常生活。次氯酸()具有強(qiáng)氧化性，可以殺滅新型冠狀病毒，被廣泛用于物體表面、織物等的消毒。

已知：①常溫常壓下，Cl2O為棕黃色氣體，Cl2O和水作用可以生成次氯酸。

②將氯氣(易溶于四氯化碳)和空氣(不參與反應(yīng))按體積比1:3混合通入潮濕的Na2CO3中生成Cl2O氣體，用水吸收Cl2O可制得次氯酸溶液，某學(xué)習(xí)小組利用以下裝置制備次氯酸溶液，回答下列問題：

(1)各裝置的連接順序為A、_______________________.

(2)檢驗裝置A氣密性的方法是___________________________________________________________.

(3)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________.

(4)配平裝置B中反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________Cl2+___________Na2CO3+_________H2O=___________Cl2O+______________NaCl+_____________NaHCO3._____________

(5)從環(huán)境保護(hù)角度考慮該裝置存在一定的缺陷，改進(jìn)方法是_____________________________.

(6)若裝置A中MnO2的質(zhì)量為43.5g，濃鹽酸過量，完全反應(yīng)后裝置E中得到500mL0.8mol·L－1的次氯酸溶液，則整個過程中氯氣的有效利用率為____________________%.

Answer 1

【答案】D、B、C、E 打開分液漏斗玻璃塞，向分液漏斗中注入適量水，關(guān)閉止水夾，打開分液漏斗活塞，如果滴入少量水后很快停止流下，則證明裝置氣密性良好，否則氣密性不好(合理即可) MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 2、2、1、1、2、2 在裝置末端添加一個裝有堿石灰的干燥管(合理即可) 80

【解析】

由制備實驗裝置可知，A裝置中發(fā)生反應(yīng)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O，制備氯氣，然后連接D裝置，用飽和食鹽水吸收氯氣中的氯化氫氣體，與空氣形成1：3的混合氣體通入B裝置中，B中發(fā)生反應(yīng)2Cl2+2Na2CO3+H2O═Cl2O+2NaCl+2NaHCO3，制備Cl2O氣體，然后連接C裝置除去Cl2O中的Cl2，再用E裝置吸收Cl2O制備高純度次氯酸溶液，據(jù)此分析來解答。

(1)由以上分析知，A裝置用于制備氯氣，然后連接D裝置，除去氯氣中的氯化氫氣體，并與空氣形成1：3的混合氣體通入B裝置中，B裝置用于制備Cl2O氣體，然后連接C裝置除去Cl2O中的Cl2，再連接E裝置，用水吸收Cl2O制備高純度次氯酸溶液，故各裝置的連接順序為A、D、B、C、E；

(2)檢驗裝置A的氣密性時，可先打開分液漏斗玻璃塞，向分液漏斗中注入適量水，關(guān)閉止水夾，打開分液漏斗活塞，如果滴入少量水后很快停止流下，則證明裝置氣密性良好，否則氣密性不好(合理即可)；

(3)A裝置用于制備氯氣，MnO2與濃鹽酸在加熱的條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；

(4)B裝置用于制備Cl2O氣體，根據(jù)得失電子守恒、元素守恒配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3；

(5)從環(huán)境保護(hù)角度考慮該裝置存在一定的缺陷，就是沒有進(jìn)行尾氣Cl2O的處理，改進(jìn)方法是在裝置末端添加一個裝有堿石灰的干燥管(合理即可)；

(6)裝置A中MnO2的質(zhì)量為43.5g，物質(zhì)的量為0.5mol，濃鹽酸過量，則根據(jù)關(guān)系式MnO2~ Cl2可知，制取Cl2的物質(zhì)的量為0.5mol；完全反應(yīng)后裝置E中得到500mL0.8mol·L－1的次氯酸溶液，則次氯酸的物質(zhì)的量為0.5L×0.8mol·L－1=0.4mol，根據(jù)反應(yīng)Cl2O+H2O=2HClO可知，消耗Cl2O的物質(zhì)的量為0.2mol，根據(jù)關(guān)系式2Cl2~Cl2O可知，制備Cl2O時，消耗Cl2的物質(zhì)的量為0.4mol，則整個過程中氯氣的有效利用率為。