Question

10．某興趣小組的同學用如圖裝置制取漂白液（有效成分為NaClO），并研究其相關性質．
（1）組裝好儀器后，添加試劑前必須完成的實驗操作是檢查裝置的氣密性，實驗時燒瓶中反應的化學方程式是MnO₂+4HCl（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）試劑a是飽和食鹽水，讓氣體通過試劑a的目的是除去氯氣中的氯化氫氣體雜質．
（3）該小組同學用上述裝置制得的漂白液中NaClO的濃度偏低，為提高NaClO的濃度，他們查閱資料獲悉：在溶液中發(fā)生反應：
①Cl₂（g）+2NaOH（aq）═NaCl（aq）+NaClO（aq）+H₂O（l）△H₁=-101.1kJ/mol
②3NaClO（aq）═2NaCl（aq）+NaClO₃（aq）??△H₂=-112.2kJ/mol
反應①的反應速率很快，反應②的反應速度隨溫度的降低而減慢，請根據(jù)上述信息，對該裝置提出改進建議：將盛NaOH溶液的洗氣瓶浸在冰水中．
（4）該小組同學欲測定所得漂白液中NaClO的含量，原理及操作如下：
測定原理：次氯酸鈉在酸性溶液中與KI反應生成I₂，再以Na₂S₂O₃標準溶液滴定I₂即可．相關反應為：2CH₃COOH+2KI+NaClO=I₂+NaCl+2CH₃COOK；I₂+2Na₂S₂O₃=2Nal+Na₂S₄O₆．
該小組同學量取V₁mL漂白液置于錐形瓶中，加入足量用醋酸酸化的KI溶液，充分反應后，用cmol/L的Na₂S₂O₃標準溶液來滴定生成的I₂，消耗的Na₂S₂O₃標準溶液V₂mL．請按要求回答：
①量取V₁mL，漂白液所用的儀器是移液管；
②滴定操作中，可選用淀粉溶液作為表示劑來判斷反應的終點，反應終點的現(xiàn)象為滴入最后一滴Na₂S₂O₃溶液，藍色消失，并且半分鐘不褪去；
③該漂白液中NaClO的濃度為$\frac{37.25c{V}_{2}}{{V}_{1}}$g/L（用代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 （1）實驗裝置在發(fā)生反應之前，首先要檢查裝置的氣密性；燒瓶中的反應是濃鹽酸和二氧化錳價額反應生成氯氣、氯化錳和水；
（2）實驗室制取的氯氣中含氯化氫，應該用飽和食鹽水來除雜；
（3）反應（a）的反應速率很快，反應（b）在室溫下較慢，反應是放熱反應，所以可以降低溫度促進反應a進行；
（4）①次氯酸鈉具有氧化性，溶液還具有堿性，據(jù)此確定量取液體所用的儀器；
②根據(jù)實驗原理，硫代硫酸鈉滴定碘單質，碘單質遇到淀粉顯示藍色，可以選擇淀粉作指示劑；
③根據(jù)相關反應：2CH₃COOH+2KI+NaClO=I₂+NaCl+2CH₃COOK；I₂+2Na₂S₂O₃=2Nal+Na₂S₄O₆，得到NaClO～2Na₂S₂O₃，根據(jù)標準液的量進行相應計算即可．

解答 解：（1）實驗裝置在發(fā)生反應之前，首先要檢查裝置的氣密性；燒瓶中的反應是濃鹽酸和二氧化錳價額反應生成氯氣、氯化錳和水，反應的化學方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：檢查裝置的氣密性；MnO₂+4HCl（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）實驗室制取的氯氣中含氯化氫，應該用飽和食鹽水來除去氯氣中的氯化氫氣體，故答案為：飽和食鹽水；除去氯氣中的氯化氫氣體雜質；
（3）反應（a）的反應速率很快，反應（b）在室溫下較慢，反應是放熱反應，所以可以降低溫度促進反應a進行，將盛NaOH溶液的洗氣瓶浸在冰水中；
故答案為：將盛NaOH溶液的洗氣瓶浸在冰水中；
（4）①次氯酸鈉具有氧化性，溶液還具有堿性，量取液體所用的儀器：移液管，故答案為：移液管；
②根據(jù)實驗原理，硫代硫酸鈉滴定碘單質，碘單質遇到淀粉顯示藍色，可以選擇淀粉作指示劑，滴定終點現(xiàn)象是：滴入最后一滴Na₂S₂O₃溶液，藍色消失，并且半分鐘不褪去；
故答案為：淀粉溶液；滴入最后一滴Na₂S₂O₃溶液，藍色消失，并且半分鐘不褪去；
③根據(jù)相關反應：2CH₃COOH+2KI+NaClO=I₂+NaCl+2CH₃COOK；I₂+2Na₂S₂O₃=2Nal+Na₂S₄O₆，得到NaClO～2Na₂S₂O₃，
設NaClO的濃度是x，NaClO～2Na₂S₂O₃
                     1     2
                    V₁•x    cV₂
得到：x=$\frac{c{V}_{2}}{2{V}_{1}}$mol/L，漂白液中NaClO的濃度為x=$\frac{c{V}_{2}}{2{V}_{1}}$mol/L×74.5g/mol=$\frac{37.25c{V}_{2}}{{V}_{1}}$g/L，
故答案為：$\frac{37.25c{V}_{2}}{{V}_{1}}$．

點評 本題考查了氯氣的實驗室制備，氯氣的性質驗證和實驗方案的設計，掌握實驗基礎和明確物質的性質是解題關鍵，題目難度中等．