Question

18．用如圖所示裝置制取氯水、氯酸鈉、次氯酸鈉．
（1）保存氯水的方法是保存在棕色細口瓶中，向氯水中加入一定量的碳酸鈣，形成的溶液分為兩份，一份加熱有白色沉淀產(chǎn)生，另一份加入氫氧化鈉溶液有白色沉淀生成，加入碳酸鈣形成的溶液中溶質(zhì)的成分是Ca（ClO）₂．
（2）制備KClO₃需在70℃～80℃進行，寫出制備KClO₃的離子方程式3Cl₂+6OH^-=5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O．
（3）制備NaClO需在0℃～5℃進行，實驗中宜采取的措施是將裝置C放在冰水浴中．溫度過高還會生成NaClO₃，當n（NaClO）：n（NaClO₃）=1：a時，該反應中n（Cl₂）：n（NaOH）=1：2．
（4）制取氯酸鹽和次氯酸鹽條件的差異是堿溶液（或反應物）的濃度不同，反應溫度不同．
（5）KClO₃、KCl的溶解度曲線如圖2所示．反應結(jié)束后，從裝置B中獲得氯酸鉀晶體的實驗方案是冷卻結(jié)晶，過濾洗滌．

Answer 1

分析 制取氯水、氯酸鈉、次氯酸鈉：A裝置：用濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件反應，MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，制取氯氣，B裝：試管里盛有15mL30%NaOH溶液來制取氯酸鈉，并置于熱水浴中，C裝置：試管里盛有15mL8%NaOH溶液來制取次氯酸鈉，并置于冰水浴中；D裝置：試管里加有水，制取氯水，E裝置：為尾氣吸收裝置．
（1）氯水見光易分解，應保存在棕色細口瓶中；氯水溶液中存在的分子為Cl₂、H₂O、HClO，存在的離子為H⁺、Cl^-、ClO^-、OH^-，據(jù)此分析加入碳酸鈣溶液中溶質(zhì)的成分；
（2）氯氣通入氫氧化鉀溶液在70℃～80℃發(fā)生反應生成氯酸鉀、氯化鉀和水；若有少量MnO₂進入試管B，則會生成K₂MnO₄，依據(jù)氧化還原反應分析可知二氧化錳做氧化劑在堿性溶液中氧化氯氣生成氯化鉀，結(jié)合原子守恒配平書寫化學方程式；
（3）制備NaClO需在0℃～5℃進行，溫度控制可以用冰水混合物，溫度過高還會生成NaClO₃，當n（NaClO）：n（NaClO₃）=1：a時，依據(jù)氧化還原反應電子守恒計算；
（4）實驗過程分析氯氣和30%氫氧化鉀溶液反應在70℃～80℃發(fā)生反應生成氯酸鉀、氯化鉀和水，在0℃～5℃氯氣和8%KOH溶液反應生成氯化鉀、次氯酸鉀和水；
（5）溶解度圖象分析可知同一溫度下，KCl溶解度比KClO₃大．

解答 解：（1）氯水在空氣中久置變質(zhì)，發(fā)生Cl₂+H₂O═HCl+HClO，2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2HCl+O₂↑，氯水見光會分解，應保存在棕色細口瓶中，氯水中存在化學平衡Cl₂+H₂O?HCl+HClO，溶液中氯氣呈黃綠色，溶液呈淡黃綠色，其中成分為Cl₂、H₂O、HCl、HClO，其中HCl是強電解質(zhì)完全電離，HClO是弱電解質(zhì)，溶液中存在的分子為Cl₂、H₂O、HClO，存在的離子為H⁺、Cl^-、ClO^-、OH^-，向氯水中加入一定量的碳酸鈣，碳酸鈣與溶液中的氫離子反應，促進氯水的電離平衡正向移動，一份加熱有白色沉淀產(chǎn)生，為微溶的氫氧化鈣，形成的溶液中溶質(zhì)的成分是Ca（ClO）₂，
故答案為：保存在棕色細口瓶中；Ca（ClO）₂；
（2）氯氣通入氫氧化鉀溶液在70℃～80℃發(fā)生反應生成氯酸鉀、氯化鉀和水，反應的離子方程式為：3Cl₂+6OH^-=5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O，
故答案為：3Cl₂+6OH^-=5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O；
（3）制備NaClO需在0℃～5℃進行，實驗中宜采取的措施是將裝置C放在冰水浴中，溫度過高還會生成NaClO₃，當n（NaClO）：n（NaClO₃）=1：a時，依據(jù)氧化還原反應電子守恒：（3a+1）Cl₂+（6a+2）KOH=aKClO₃+KClO+（5a+1）KCl+（3a+1）H₂O），該反應中n（Cl₂）：n（NaOH）=1：2，
故答案為：將裝置C放在冰水浴中；1：2；
（4）實驗過程分析氯氣和30%氫氧化鉀溶液反應在70℃～80℃發(fā)生反應生成氯酸鉀、氯化鉀和水，在0℃～5℃氯氣和8%KOH溶液反應生成氯化鉀、次氯酸鉀和水，溫度不同、堿溶液濃度不同，生成產(chǎn)物不同，
故答案為：堿溶液（或反應物）的濃度不同，反應溫度不同；
（5）KClO₃、KCl的溶解度曲線分析可知同一溫度下，KCl溶解度比KClO₃大，反應結(jié)束后，從裝置B中獲得氯酸鉀晶體的實驗方案是冷卻結(jié)晶，過濾洗滌，
故答案為：冷卻結(jié)晶，過濾洗滌．

點評 本題考查了氯元素的化合物制備，反應物濃度不同，反應溫度不同得到反應產(chǎn)物不同、化學方程式書寫和氧化還原反應電子守恒等，注意氯氣和堿溶液反應產(chǎn)物的判斷，題目難度中等．