Question

10．某興趣小組的同學(xué)用如圖裝置制取漂白液（有效成分為NaClO），并研究其相關(guān)性質(zhì)．
（1）組裝好儀器后，添加試劑前必須完成的實(shí)驗(yàn)操作是檢查裝置的氣密性，實(shí)驗(yàn)時(shí)燒瓶中反應(yīng)的化學(xué)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(guò)試劑a的目的是除去氯氣中的氯化氫氣體雜質(zhì)．
（3）該小組同學(xué)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(yīng)：
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(yīng)①的反應(yīng)速率很快，反應(yīng)②的反應(yīng)速度隨溫度的降低而減慢，請(qǐng)根據(jù)上述信息，對(duì)該裝置提出改進(jìn)建議：將盛NaOH溶液的洗氣瓶浸在冰水中．
（4）該小組同學(xué)欲測(cè)定所得漂白液中NaClO的含量，原理及操作如下：
測(cè)定原理：次氯酸鈉在酸性溶液中與KI反應(yīng)生成I₂，再以Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定I₂即可．相關(guān)反應(yīng)為：2CH₃COOH+2KI+NaClO=I₂+NaCl+2CH₃COOK；I₂+2Na₂S₂O₃=2Nal+Na₂S₄O₆．
該小組同學(xué)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(yīng)后，用cmol/L的Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)滴定生成的I₂，消耗的Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液V₂mL．請(qǐng)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(lái)判斷反應(yīng)的終點(diǎn)，反應(yīng)終點(diǎn)的現(xiàn)象為滴入最后一滴Na₂S₂O₃溶液，藍(lán)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(shí)驗(yàn)裝置在發(fā)生反應(yīng)之前，首先要檢查裝置的氣密性；燒瓶中的反應(yīng)是濃鹽酸和二氧化錳價(jià)額反應(yīng)生成氯氣、氯化錳和水；
（2）實(shí)驗(yàn)室制取的氯氣中含氯化氫，應(yīng)該用飽和食鹽水來(lái)除雜；
（3）反應(yīng)（a）的反應(yīng)速率很快，反應(yīng)（b）在室溫下較慢，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以可以降低溫度促進(jìn)反應(yīng)a進(jìn)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(shí)驗(yàn)原理，硫代硫酸鈉滴定碘單質(zhì)，碘單質(zhì)遇到淀粉顯示藍(lán)色，可以選擇淀粉作指示劑；
③根據(jù)相關(guān)反應(yīng)：2CH₃COOH+2KI+NaClO=I₂+NaCl+2CH₃COOK；I₂+2Na₂S₂O₃=2Nal+Na₂S₄O₆，得到NaClO～2Na₂S₂O₃，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)液的量進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算即可．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)裝置在發(fā)生反應(yīng)之前，首先要檢查裝置的氣密性；燒瓶中的反應(yīng)是濃鹽酸和二氧化錳價(jià)額反應(yīng)生成氯氣、氯化錳和水，反應(yīng)的化學(xué)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(shí)驗(yàn)室制取的氯氣中含氯化氫，應(yīng)該用飽和食鹽水來(lái)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(zhì)；
（3）反應(yīng)（a）的反應(yīng)速率很快，反應(yīng)（b）在室溫下較慢，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以可以降低溫度促進(jìn)反應(yīng)a進(jìn)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(shí)驗(yàn)原理，硫代硫酸鈉滴定碘單質(zhì)，碘單質(zhì)遇到淀粉顯示藍(lán)色，可以選擇淀粉作指示劑，滴定終點(diǎn)現(xiàn)象是：滴入最后一滴Na₂S₂O₃溶液，藍(lán)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(lán)色消失，并且半分鐘不褪去；
③根據(jù)相關(guān)反應(yīng)：2CH₃COOH+2KI+NaClO=I₂+NaCl+2CH₃COOK；I₂+2Na₂S₂O₃=2Nal+Na₂S₄O₆，得到NaClO～2Na₂S₂O₃，
設(shè)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(diǎn)評(píng) 本題考查了氯氣的實(shí)驗(yàn)室制備，氯氣的性質(zhì)驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和明確物質(zhì)的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．