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【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=4.7×10-8

H2CO3的电离常数为K1=4.3×10-7K2=5.6×10-11

ii.碘的化合物主要以I-IO3-的形式存在,IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O

iii.碘单质能与I-反应:I2+I-I3-I3-低浓度时显黄色,高浓度时为棕色)。

Ⅰ.制备消毒液(夹持装置略)

1)制备NaClO消毒液的装置是__________(填CD)。

2)制备完成后,向C装置的溶液中添加NaOHNa2SiO3等物质,得到与某品牌成份相同的消毒液,用平衡移动原理解释NaOH的作用___________________

3)结合资料i,写出D中反应的化学方程式______________________

Ⅱ.利用消毒液的性质探究碘水的制备方法

将某品牌“84消毒液”稀释10倍,各取100mL于三个烧杯中,设计如下实验方案制备碘水:

方案

操作

现象

反应后加淀粉溶液

1

烧杯1溶液中加入9gKI固体

溶液为橙黄色

……

2

烧杯2溶液中加入9gKI固体再加入1mo/L盐酸10mL

溶液颜色快速加深,呈紫红色

变蓝

3

烧杯3溶液中加入少量KI固体(小于0.5g

振荡后溶液保持无色

不变蓝

4)对比不同方案的实验现象,得出制取碘水的最佳方法要关注的因素是________

5)针对烧杯3“滴加淀粉溶液不变蓝”的原因,提出两种假设:

假设1:过量的NaClO将反应生成的I2氧化为IO3-

设计实验证实了假设1成立。NaClO氧化I2生成IO3-的离子方程式是_____________

假设2:生成的I2在碱性溶液中不能存在。

设计实验a证实了假设2成立,实验a的操作及现象是______________________

6)某小组检验烧杯3所得溶液中含IO3-:取烧杯3所得无色溶液少许,加入稀硫酸酸化的KI溶液,反应后再滴加淀粉溶液,发现溶液变蓝。该实验方案能否证明烧杯3所得溶液中存在IO3-,说明理由______________________

7)预测烧杯1反应后加淀粉溶液的实验现象,结合方程式说明预测依据________

【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I2I3-,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。

684消毒液中存在ClOClO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Cl2NaOH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

2C装置生成了消毒液的主要成分——NaClOClO在水溶液中发生水解:ClO+H2OHClO+OHHClO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:H2CO3HClOHCO3Cl2与水发生反应生成HClHClO,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;

684消毒液的主要成分为NaClOClO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I2I3-,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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1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气(标准状况),实验记录如表(累计值)

时间(min)

1

2

3

4

5

氢气体积(mL)

100

240

464

576

620

①哪一时间段反应速率最大_______min(0~11~22~33~44~5)。反应开始后反应速率先增大的原因是________________

②求3~4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率_______(设溶液体积不变)

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A.蒸馏水 BKCl溶液 CKNO3溶液 DCuSO4溶液

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①该反应的化学方程式是____________

②该反应达到平衡状态的标志是_________

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C.容器内气体压强保持不变 D.生成1mol Y的同时生成2mol Z

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C.③④⑤D.①②③

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