[题目]“84消毒液 广泛应用于杀菌消毒.其有效成分是NaClO.实验小组制备消毒液.并利用其性质探索制备碘水的方法.资料:i.HClO的电离常数为Ka=4.7×10
【答案】C ClO-+H2OOH-+HClO,加入NaOH使c(OH-)增大,平衡逆移,使c(HClO)减小,分解速率减慢(或消毒液更稳定) Cl2+NaHCO3=HClO+NaCl+CO2 溶液的酸碱性;消毒液和KI的相对用量 5ClO-+I2+H2O=2IO3+5Cl-+2H+ 向与烧杯3pH相同的NaOH溶液中加入滴有淀粉溶液的碘水,振荡,蓝色褪去 不能,溶液中存在大量ClO的干扰,ClO也可将I氧化为I2使溶液变蓝 “变蓝,因为发生反应ClO+2I-+H2O=I2+Cl-+2OH-(和I2+I-I3-),溶液中存在I2单质”或“变蓝,溶液显橙黄色,肯定存在有色离子I2或I3-,反应生成的I2存在平衡I2+I-I3-,有I2会变蓝”;或“不变蓝,I2在碱性溶液中不存在,发生反应3I2+6OH-==IO3-+5I-+3H2O”
【解析】
(4)
(5)根据得失电子数目和原子守恒写出离子方程式。可通过向碱性溶液中加入淀粉溶液的碘水验证生成的I2在碱性溶液中不能存在。
(6)84消毒液中存在ClO,ClO具有氧化性,可将I氧化为I2,进而对实验产生干扰。
(7)结合题给资料iii进行分析,烧杯1可能出现变蓝、不变蓝或橙黄色,据此进行合理分析。
(1)分析题中Ⅰ.制备消毒液过程,该反应原理为:浓盐酸和KMnO4反应生成Cl2,然后Cl2与NaOH反应生成NaClO。实验中注意Cl2通入C装置前要进行除杂,则可知B装置中应盛有饱和食盐水,实验后要考虑尾气吸收问题。分析实验装置图,可知装置C为制备NaClO消毒液的装置。答案为:C;
(2)C装置生成了消毒液的主要成分——NaClO,ClO在水溶液中发生水解:ClO+H2OHClO+OH,HClO不稳定易分解,故为了使消毒液保持稳定,应抑制ClO的水解,向其中加入NaOH,溶液中的OH浓度增大,使得ClO的水解平衡左移,进而达到稳定消毒液的目的,答案为:ClO+H2OOH+HClO,加入NaOH使c(OH)增大,平衡逆移,使c(HClO)减小,分解速率减慢(或消毒液更稳定);
(3)根据资料i,可知酸性:H2CO3>HClO>HCO3,Cl2与水发生反应生成HCl和HClO,根据酸性强弱可知,最终发生的反应为:Cl2+NaHCO3=HClO+NaCl+CO2。答案为:Cl2+NaHCO3=HClO+NaCl+CO2;
(4)分析Ⅱ中三个实验操作,方案2中生成了碘单质,对比三个实验方案的区别,可知成功制备碘水应注意两个因素:溶液的酸碱性;KI和消毒液的相对用量。答案为:溶液的酸碱性;消毒液和KI的相对用量;
(5)根据得失电子数目和原子守恒,可得出离子反应方程式为:5ClO+I2+H2O=2IO3+5Cl+2H+;可在碱性溶液中加入滴有淀粉溶液的碘水进行验证,实验操作为:向与烧杯3pH相同的NaOH溶液中加入滴有淀粉溶液的碘水,振荡,蓝色褪去;答案为:5ClO+I2+H2O=2IO3+5Cl-+2H+;向与烧杯3pH相同的NaOH溶液中加入滴有淀粉溶液的碘水,振荡,蓝色褪去;
(6)84消毒液的主要成分为NaClO,ClO具有氧化性,同样可以氧化I生成I2,进而干扰实验,故不能证明烧杯3中存在IO3-,答案为:不能,溶液中存在大量ClO的干扰,ClO也可将I氧化为I2使溶液变蓝;
(7)为了保证消毒液的稳定性,84消毒液中加入了NaOH等物质,结合题给资料iii进行变蓝,因为生成了I2;不变蓝,生成的I2又与OH发生了反应。故答案为:“变蓝,因为发生反应ClO+2I-+H2O=I2+Cl-+2OH-(和I2+I-I3-),溶液中存在I2单质”或“变蓝,溶液显橙黄色,肯定存在有色离子I2或I3-,反应生成的I2存在平衡I2+I-I3-,有I2会变蓝”;或“不变蓝,I2在碱性溶液中不存在,发生反应3I2+6OH-==IO3-+5I-+3H2O”。
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