Question

10．某兴趣小组的同学用如图装置制取漂白液（有效成分为NaClO），并研究其相关性质．
（1）组装好仪器后，添加试剂前必须完成的实验操作是检查装置的气密性，实验时烧瓶中反应的化学方程式是MnO₂+4HCl（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）试剂a是饱和食盐水，让气体通过试剂a的目的是除去氯气中的氯化氢气体杂质．
（3）该小组同学用上述装置制得的漂白液中NaClO的浓度偏低，为提高NaClO的浓度，他们查阅资料获悉：在溶液中发生反应：
①Cl₂（g）+2NaOH（aq）═NaCl（aq）+NaClO（aq）+H₂O（l）△H₁=-101.1kJ/mol
②3NaClO（aq）═2NaCl（aq）+NaClO₃（aq）??△H₂=-112.2kJ/mol
反应①的反应速率很快，反应②的反应速度随温度的降低而减慢，请根据上述信息，对该装置提出改进建议：将盛NaOH溶液的洗气瓶浸在冰水中．
（4）该小组同学欲测定所得漂白液中NaClO的含量，原理及操作如下：
测定原理：次氯酸钠在酸性溶液中与KI反应生成I₂，再以Na₂S₂O₃标准溶液滴定I₂即可．相关反应为：2CH₃COOH+2KI+NaClO=I₂+NaCl+2CH₃COOK；I₂+2Na₂S₂O₃=2Nal+Na₂S₄O₆．
该小组同学量取V₁mL漂白液置于锥形瓶中，加入足量用醋酸酸化的KI溶液，充分反应后，用cmol/L的Na₂S₂O₃标准溶液来滴定生成的I₂，消耗的Na₂S₂O₃标准溶液V₂mL．请按要求回答：
①量取V₁mL，漂白液所用的仪器是移液管；
②滴定操作中，可选用淀粉溶液作为表示剂来判断反应的终点，反应终点的现象为滴入最后一滴Na₂S₂O₃溶液，蓝色消失，并且半分钟不褪去；
③该漂白液中NaClO的浓度为$\frac{37.25c{V}_{2}}{{V}_{1}}$g/L（用代数式表示）．

Answer 1

分析 （1）实验装置在发生反应之前，首先要检查装置的气密性；烧瓶中的反应是浓盐酸和二氧化锰价额反应生成氯气、氯化锰和水；
（2）实验室制取的氯气中含氯化氢，应该用饱和食盐水来除杂；
（3）反应（a）的反应速率很快，反应（b）在室温下较慢，反应是放热反应，所以可以降低温度促进反应a进行；
（4）①次氯酸钠具有氧化性，溶液还具有碱性，据此确定量取液体所用的仪器；
②根据实验原理，硫代硫酸钠滴定碘单质，碘单质遇到淀粉显示蓝色，可以选择淀粉作指示剂；
③根据相关反应：2CH₃COOH+2KI+NaClO=I₂+NaCl+2CH₃COOK；I₂+2Na₂S₂O₃=2Nal+Na₂S₄O₆，得到NaClO～2Na₂S₂O₃，根据标准液的量进行相应计算即可．

解答 解：（1）实验装置在发生反应之前，首先要检查装置的气密性；烧瓶中的反应是浓盐酸和二氧化锰价额反应生成氯气、氯化锰和水，反应的化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：检查装置的气密性；MnO₂+4HCl（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）实验室制取的氯气中含氯化氢，应该用饱和食盐水来除去氯气中的氯化氢气体，故答案为：饱和食盐水；除去氯气中的氯化氢气体杂质；
（3）反应（a）的反应速率很快，反应（b）在室温下较慢，反应是放热反应，所以可以降低温度促进反应a进行，将盛NaOH溶液的洗气瓶浸在冰水中；
故答案为：将盛NaOH溶液的洗气瓶浸在冰水中；
（4）①次氯酸钠具有氧化性，溶液还具有碱性，量取液体所用的仪器：移液管，故答案为：移液管；
②根据实验原理，硫代硫酸钠滴定碘单质，碘单质遇到淀粉显示蓝色，可以选择淀粉作指示剂，滴定终点现象是：滴入最后一滴Na₂S₂O₃溶液，蓝色消失，并且半分钟不褪去；
故答案为：淀粉溶液；滴入最后一滴Na₂S₂O₃溶液，蓝色消失，并且半分钟不褪去；
③根据相关反应：2CH₃COOH+2KI+NaClO=I₂+NaCl+2CH₃COOK；I₂+2Na₂S₂O₃=2Nal+Na₂S₄O₆，得到NaClO～2Na₂S₂O₃，
设NaClO的浓度是x，NaClO～2Na₂S₂O₃
                     1     2
                    V₁•x    cV₂
得到：x=$\frac{c{V}_{2}}{2{V}_{1}}$mol/L，漂白液中NaClO的浓度为x=$\frac{c{V}_{2}}{2{V}_{1}}$mol/L×74.5g/mol=$\frac{37.25c{V}_{2}}{{V}_{1}}$g/L，
故答案为：$\frac{37.25c{V}_{2}}{{V}_{1}}$．

点评 本题考查了氯气的实验室制备，氯气的性质验证和实验方案的设计，掌握实验基础和明确物质的性质是解题关键，题目难度中等．