Question

【題目】含氯消毒劑有多種，二氧化氯可用于自來水消毒，84消毒液用于家庭、賓館的消毒。

I.實驗室可用亞氯酸鈉固體與應(yīng)制備ClO2：2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl，裝置如圖所示：

（1）裝置A中，盛裝濃鹽酸的儀器名稱為___，開始反應(yīng)后，圓底燒瓶內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為：__。

（2）已知常溫常壓下，ClO2和Cl2是氣體，在不同溶劑中溶解性如表所示：B、C、E裝置中的試劑依次是___（填編號）

	ClO2	Cl2
水	極易溶于水	溶
CCl4	難溶	易溶

a.濃硫酸 b.飽和食鹽水 c.NaOH溶液 d.CCl4

（3）使用ClO2在給自來水消毒的過程中會產(chǎn)生有害的副產(chǎn)物亞氯酸根（ClO2-），可用Fe2+將其去除。已知ClO2-與Fe2+在pH=5～7的條件下能快速反應(yīng)，最終形成紅褐色沉淀，而ClO2-則被還原成Cl-。Fe2+消除ClO2-的離子方程式為__。

II.某同學(xué)在家中自制出與“84消毒液”成分（NaClO和水）相同的消毒液。主要器材有6V變壓器、兩支木桿鉛筆、廢純凈水瓶、食鹽、衛(wèi)生紙、絕緣膠布、小刀等。

（4）實驗過程：向一個廢棄的純凈水瓶中灌入大半瓶自來水，并加入3調(diào)味匙食鹽，用衛(wèi)生紙將用鉛筆做成的電極包好，并插入純凈水瓶中，使電極恰好卡在瓶口，裝置如圖，接通電源后，可以看到一側(cè)電極無明顯現(xiàn)象，另一側(cè)電極有細小的氣泡產(chǎn)生，請寫出該電極反應(yīng)式為：___；持續(xù)通電約3小時后，發(fā)現(xiàn)原先無明顯現(xiàn)象的電極附近也開始產(chǎn)生一定量的細小氣泡，此電極此時的電極反應(yīng)式___。看到該現(xiàn)象后停止通電。

（5）用該方法制備消毒液的總化學(xué)方程式是：___。

Answer 1

【答案】分液漏斗 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O b、a、d ClO2-+4Fe2++10H2O=4Fe(OH)3+Cl-+8H+ 2H++2e-=H2↑ 2Cl--2e-=Cl2↑ Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O

【解析】

I.由題給信息和實驗裝置圖可知：實驗首先用濃鹽酸和MnO2在加熱條件下反應(yīng)制備Cl2，經(jīng)除雜、干燥后在D中與亞氯酸鈉固體反應(yīng)生成ClO2，B裝置除去氯氣中的氯化氫，C裝置用濃硫酸進行干燥，因為Cl2易溶于CCl4，E用于除去ClO2中未反應(yīng)的Cl2，最后收集，并處理尾氣。據(jù)此進行分析。

II.該實驗過程為電解食鹽水的反應(yīng)過程，發(fā)生反應(yīng)：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，根據(jù)電解原理，可知剛開始主要產(chǎn)生了氫氣，持續(xù)通電，另一電極生成了Cl2。Cl2與電解生成的NaOH反應(yīng)生成NaClO、NaCl和水，據(jù)此分析。

（1）根據(jù)分析，裝置A為濃鹽酸和MnO2在加熱條件下反應(yīng)制備Cl2的過程，裝置A中，盛裝濃鹽酸的儀器為分液漏斗，開始反應(yīng)后發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。答案為：分液漏斗；MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；

（2）由分析可知，B裝置用于除去混在Cl2中的HCl，B裝置中的試劑應(yīng)為飽和食鹽水；C裝置為干燥裝置，試劑為濃硫酸；E裝置是用于除去未反應(yīng)的Cl2，結(jié)合題給ClO2和Cl2的性質(zhì)表格，可知E裝置中的試劑應(yīng)為CCl4。答案為：b、a、d；

（3）根據(jù)題給信息，可知Fe2+和ClO2-反應(yīng)生成了Fe(OH)3和Cl-，其中鐵元素的化合價升高，氯元素的化合價降低，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價升降總數(shù)相等以及原子守恒、電荷守恒等規(guī)律，可知該離子方程式為：ClO2-+4Fe2++10H2O=4Fe(OH)3+Cl-+8H+；答案為：ClO2-+4Fe2++10H2O=4Fe(OH)3+Cl-+8H+；

II.（4）由分析可知，首先在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)生成了H2，電極反應(yīng)方程式為：2H++2e-=H2↑。繼續(xù)通電，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，生成了Cl2，電極反應(yīng)方程式為：2Cl--2e-=Cl2↑。答案為：2H++2e-=H2↑；2Cl--2e-=Cl2↑；

（5）生成的Cl2與NaOH發(fā)生反應(yīng)：Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O，答案為：Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O。