Question

【題目】一氧化二氯（Cl2O）是一種常用的氯化劑。常溫下，Cl2O是棕黃色、有刺激性氣味的氣體，熔 點為-120.6°C,沸點為2.0°C,易與水反應生成次氯酸。實驗室欲用氯氣通入含水8%的碳酸鈉固體中 制備并收集少量純凈的Cl2O,請用下列裝置設計實驗并探究相關物質的性質。

（1）裝置E中儀器X的名稱為 ______。

（2）裝置的連接順序是A __________（每個裝置限用一次）。

（3）裝置F中盛裝試劑的名稱為______，裝置E中無水氯化鈣的作用是 ________.。

（4）裝置B殘留固體中除NaCl外還含有一種酸式鹽M,寫出裝置B中發生反應的化學方程式 _______。

（5）證明殘留固體中含有M的最簡單的實驗方案是: _______。

（6）測定殘留固體中M的質量分數：取mg樣品加適量蒸餾水使之溶解，加入幾滴酚酞，用0.1 mol/L 的鹽酸標準溶液滴定至溶液由紅色變為無色，消耗鹽酸V1mL；再向已變無色的溶液中加入幾滴甲基橙，繼續用該鹽酸滴定至溶液由黃色變橙色，又消耗鹽酸V2 mL.。

①實驗時用到的玻璃儀器有燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、____。

②求殘留固體中M的質量分數__________（用含m、V1和的代數式表示）。

③若用甲基橙作指示劑滴定結束時，滴定管尖頭有氣泡，測定結果將____填“偏高"、“偏低”或“不變”）。

Answer 1

【答案】（球形）干燥管 F、B、C、D、E 飽和食鹽水 防止E中的水進入D中發生反應 2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl 取少量樣品于試管中，加熱，將分解產生的氣體通入澄清石灰水，如果變渾濁，就說明有M 錐形瓶、酸式滴定管 ×100% 偏低

【解析】

制取氧化二氯(C12O)的流程為：利用A裝置通過反應MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O制取Cl2，由于濃鹽酸具有揮發性，制取的氯氣中混有HCl，為防止干擾Cl2O的制取，需要先用裝置F除去HCl雜質，再利用裝置B發生反應2Na2CO3+H2O+2Cl22NaCl+2NaHCO3+Cl2O制取Cl2O，由于Cl2O易溶于水，同時與水反應生成次氯酸，所以收集前要通過C裝置干燥，再利用裝置D收集Cl2O，并驗證其沸點低、易液化的特點，同時由于氯氣、Cl2O都是大氣污染物，最后要用E裝置進行尾氣處理，據此解答。

(1)根據裝置圖可知，裝置E中儀器X的名稱為球形干燥管；

(2)利用A裝置制取氯氣，由于濃鹽酸具有揮發性，制取的氯氣中混有HCl，為防止干擾Cl2O的制取，需要先用裝置F除去HCl雜質，再利用裝置B發生反應2Na2CO3+H2O+2Cl22NaCl+2NaHCO3+Cl2O制取Cl2O，由于Cl2O易溶于水，同時與水反應生成次氯酸，所以收集前要通過C裝置干燥，再利用裝置D收集Cl2O，并驗證其沸點低、易液化的特點，同時由于氯氣、Cl2O都是大氣污染物，最后要用E裝置進行尾氣處理，則按氣體從左至右流動裝置連接順序是AFBCDE；

(3)裝置F是除去Cl2中的雜質HCl氣體的，為減少Cl2的溶解消耗，要通過盛有飽和食鹽水的溶液來除去HCl雜質，故裝置F中盛裝試劑的名稱為飽和食鹽水；裝置E中無水氯化鈣的作用是防止E中的水進入D中發生反應；

(4)裝置B殘留固體中除NaCl外還含有一種酸式鹽M，此酸式鹽應為NaHCO3，則裝置B中發生反應的化學方程式為2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl；

(5)NaHCO3不穩定，受熱易分解生成CO2氣體，則證明殘留固體中含有NaHCO3的最簡單的實驗方案是取少量樣品于試管中，加熱，將分解產生的氣體通入澄清石灰水，如果變渾濁，就說明有NaHCO3；

(6)①固體溶解時需要燒杯和玻璃棒，滴加指示劑時需要膠頭滴管，滴定操作時需要酸式滴定管和錐形瓶，則實驗時用到的玻璃儀器除燒杯、膠頭滴管、玻璃棒外，還需要錐形瓶、酸式滴定管；

②加入幾滴酚酞，用0.1 mol/L 的鹽酸標準溶液滴定至溶液由紅色變為無色，此時發生的反應為Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl；再向已變無色的溶液中加入幾滴甲基橙，繼續用該鹽酸滴定至溶液由黃色變橙色，發生的反應為NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑；且原溶液中的Na2CO3在滴定時二步操作消耗的鹽酸體積相等，則NaHCO3消耗的鹽酸體積為(V2- V1 )mL，其物質的量為0.1 mol/L×(V2- V1 )×10-3L=(V2- V1 )×10-4mol，則殘留固體中NaHCO3的質量分數為×100%；

③若用甲基橙作指示劑滴定結束時，滴定管尖頭有氣泡，則讀數偏小，即消耗有鹽酸體積偏小，導致測定結果將偏低。