Question

【题目】I．常温常压下，一氧化二氯（Cl2O）为棕黄色气体。沸点为3.8℃，当温度高于42℃时，分解生成Cl2和O2，Cl2O易溶于水并与水反应生成HClO。将氯气和空气（不参与反应）按照体积比1：3混合后，通入含水量为8%（质量分数）的碳酸钠中制备Cl2O，并用水吸收Cl2O（不含Cl2）制备次氯酸溶液。

（1）仪器a的名称是 ________________。

（2）上述装置合理的连接顺序为 ___ →___ →___ → C →___ →（填装置下方的大写字母）。

（3）反应过程中装置B需要放在冷水中，其目的是________________________________。

（4）装置C的作用 __________________________________。

（5）制备Cl2O的化学方程式____________________________________________。

（6）此方法相对于用氯气直接溶于水制备次氯酸溶液的优点主要为_________________。

II．（7）探究NO与Na2O2反应的产物。

假设1：产物只有NaNO2；

假设2：__________；

假设3：产物为NaNO3和NaNO2的混合物。

为验证反应产物，该小组同学准确称取反应后的固体3.50 g，用煮沸并冷却后的蒸馏水配成100.00 mL溶液，取10.00 mL溶液于锥形瓶中，用0.200 0 mol·L-1KMnO4溶液(硫酸酸化)滴定，共消耗KMnO4溶液10 mL。滴定过程中发生反应的离子方程式为_______________，反应产物中NaNO2的质量分数为_________(保留四位有效数字)。

Answer 1

【答案】三颈烧瓶 A D B E 防止反应放热后温度过高导致Cl2O分解 除去Cl2O中的Cl2 2Cl2 + Na2CO3=Cl2O + 2NaCl + CO2或2Cl2 + Na2CO3 + H2O =Cl2O + 2NaCl +H2 CO3或2Cl2 + Na2CO3 + H2O =Cl2O + 2NaCl +NaHCO3 制得的次氯酸溶液纯度较高（浓度较大） 产物只有NaNO3 2MnO4—+5NO2—+6H+=5NO3—+2Mn2++3H2O 98.57%

【解析】

I．根据实验目的，要将Cl2和空气混合通入含Na2CO3溶液中制备Cl2O ，应先用装置A制备Cl2，再通过装置D除去混合气体中的HCl气体，同时混入空气，将混合气体通入装置B，在装置B中发生制备Cl2O 的反应；然后将制取的Cl2O气体先通入装置C，以除去Cl2杂质气体，最后通过装置E制取次氯酸溶液。

II．由化合价变化可知，NO与Na2O2反应可能生成NaNO2或NaNO3或NaNO3和NaNO2的混合物；NaNO2中N元素为+3价，能被酸性KMnO4溶液氧化为NaNO3，根据方程式和题给数据计算反应产物中NaNO2的质量分数。

I．（1）仪器a的名称是三颈烧瓶，故答案为：三颈烧瓶；

（2）根据实验目的，要将Cl2和空气混合通入含Na2CO3溶液中制备Cl2O ，应先用装置A制备Cl2，再通过装置D除去混合气体中的HCl气体，同时混入空气，将混合气体通入装置B，在装置B中发生制备Cl2O 的反应；然后将制取的Cl2O气体先通入装置C，以除去Cl2杂质气体，最后通过装置E制取次氯酸溶液，故装置的连接顺序为A、D、B、C、E，故答案为：A；D；B；E；

（3）已知Cl2O 在42℃以上会分解生成Cl2和O2，因此反应过程中，装置B需放在冷水中，防止反应放热后温度过高导致Cl2O分解，故答案为：防止反应放热后温度过高导致 Cl2O 分解；

（4）氯气属于非极性分子，易溶于非极性的有机溶剂四氯化碳，所以装置 C 的作用是除去 Cl2O 中的Cl2，故答案为：除去 Cl2O 中的 Cl2；

（5）氯气与碳酸钠溶液发生歧化反应，其中氯元素从0价变为+1价和-1价，生成Cl2O和NaCl，反应的方程式为：2Cl2＋Na2CO3=Cl2O＋2NaCl＋CO2(或 2Cl2＋2Na2CO3＋H2O=Cl2O＋2NaCl＋2NaHCO3)，故答案为：2Cl2＋Na2CO3=Cl2O＋2NaCl＋CO2(或 2Cl2＋2Na2CO3＋H2O=Cl2O＋2NaCl＋2NaHCO3)；

（6）氯气直接溶于水反应生成盐酸和次氯酸的反应为可逆反应，制备的次氯酸浓度较低，并且有盐酸杂质，而用此方法制备次氯酸溶液纯度较高、浓度较大，故答案为：制得的次氯酸溶液纯度较高（浓度较大）；

II．（7）由化合价变化可知，NO与Na2O2反应可能生成NaNO2或NaNO3或NaNO3和NaNO2的混合物，故答案为：NaNO3；

NaNO2中N元素为+3价，能被酸性KMnO4溶液氧化为NaNO3，离子反应为2MnO4-+5NO2-+6H+

=5NO3-+2Mn2++3H2O，滴定过程中消耗KMnO4的物质的量是2×10-3mol，根据方程式可知参加反应的NaNO2的物质的量为5×10-3mol，质量为5×10-3mol×69g/mol=0.345g，被滴定的10mL溶液中含有0.35g反应后的固体，则反应产物中NaNO2的质量分数为0.345g÷0.35g

×100%=98.57%，故答案为：2MnO4-+5NO2-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O；98.57%。