Question

16．如下图所示（B中冷却装置未画出），将氯气和空气（不参与反应）以体积比约1：3混合通入含水8%的碳酸钠中制备Cl₂O，并用水吸收Cl₂O制备次氯酸溶液．

已知：Cl₂O极易溶于水并与水反应生成HClO；Cl₂O的沸点为3.8℃，42℃以上分解为Cl₂和O₂．
（1）①实验中控制氯气与空气体积比的方法是通过观察A中产生气泡的速率调节流速．
②为使反应充分进行，实验中采取的措施有搅拌、使用多孔球泡．
（2）①装置B中产生Cl₂O的化学方程式为：2Cl₂+Na₂CO₃=Cl₂O+2NaCl+CO₂．
②若B无冷却装置，则进入C中的Cl₂O会大量减少．其原因是该反应放热，温度升高Cl₂O会分解．
（3）装置C中采用棕色圆底烧瓶是因为HClO见光易分解．
（4）已知次氯酸可被H₂O₂、FeCl₂等物质还原成Cl^-．测定C中次氯酸溶液的物质的量浓度的实验方案为：用酸式滴定管取20.00mL次氯酸溶液，加入足量的H₂O₂溶液，再加入足量的硝酸银溶液，过滤，洗涤，在真空干燥箱中干燥，用电子天平称量沉淀质量．（可选用的试剂：H₂O₂溶液、FeCl₂溶液、AgNO₃溶液．除常用仪器外须使用的仪器有：电子天平，真空干燥箱）

Answer 1

分析 氯气通过A装置与空气形成1：3的混合气体通入B装置，在搅拌棒的作用下与含水8%的碳酸钠充分反应制备Cl₂O，并用水吸收Cl₂O制备次氯酸钠溶液，同时用碱石灰吸收含有Cl₂O的尾气，防止污染环境，
（1）①控制氯气与空气体积比的方法可以通过观察A中产生气泡的比例来调节气体的流速；
②增加气体与溶液的接触面积、搅拌等措施都可以加快反应速率；
（2）①装置B中，氯气本身既作为氧化剂又作还原剂，本身被氧化到+1价的Cl₂O，被还原到-1价的氯化钠；
②由于该反应为放热反应，温度升高Cl₂O会分解，故进入C中的Cl₂O会大量减少；
（3）装置C是用水吸收Cl₂O制备次氯酸溶液，但生成的HClO见光易分解，反应装置须选择避光；
（4）需要20.00mL的次氯酸溶液，根据精确度应选用酸、碱式滴管，再根据HClO溶液既有酸性，又有强氧化性确定滴定管的类型；实验原理是结合所提供的试剂H₂O₂是还原HClO生成Cl^-，再滴加过量提供的硝酸银溶液，根据生成的AgCl沉淀质量计算原溶液HClO的浓度．

解答 解：（1）①氯气和空气按照体积比约1：3混合通入潮湿碳酸钠中，控制氯气与空气体积比的方法可以通过观察A中产生气泡的比例来调节气体的流速，
故答案为：通过观察A中产生气泡的速率调节流速；
②为了氯气和原溶液充分接触完全反应，可以通过增加气体与溶液的接触面积、并用搅拌棒搅拌等方法，
故答案为：搅拌、使用多孔球泡；
（2）①装置B中，氯气本身既作为氧化剂又作还原剂，本身被氧化到+1价的Cl₂O，被还原到-1价的氯化钠，故化学方程式为2Cl₂+Na₂CO₃═Cl₂O+2NaCl+CO₂，
故答案为：2Cl₂+Na₂CO₃═Cl₂O+2NaCl+CO₂；
（4）由于该反应为放热反应，温度升高Cl₂O会分解，故进入C中的Cl₂O会大量减少，
故答案为：该反应放热，温度升高Cl₂O会分解；
（3）装置C中使用棕色平底烧瓶，目的是可以避光，防止反应生成的HClO见光分解，
故答案为：HClO见光易分解；
（4）选择使用酸式滴定管量取20.00mL的次氯酸溶液，具体实验操作是，向20.00mL的次氯酸溶液里加入足量的H₂O₂溶液，再加入足量的硝酸银溶液，过滤、洗涤，在真空干燥箱中干燥沉淀，用电子天平称量沉淀的质量，
故答案为：酸式滴定管； 加入足量的H₂O₂溶液，再加入足量的硝酸银溶液，过滤，洗涤，在真空干燥箱中干燥，用电子天平称量沉淀质量．

点评 本题考查了物质的制备和性质实验，涉及电解原理的应用、实验的基本操作及滴定原理应用与计算，根据题目给定的基本信息解题，理清整个制备的流程及操作方法是解题的关键，要求具备扎实的基础知识和分析问题的能力，题目难度中等．