Question

某研究小組為制備消毒液（主要成分為NaClO）設(shè)計(jì)了A、B兩套裝置。并查閱到下列資料，“在加熱情況下，鹵素和堿液發(fā)生如下反應(yīng)：3X₂+6OH^-5X^-+XO+3H₂O�！�

請(qǐng)完成下列問題：

（1）裝置A的大試管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：________________________。

（2）裝置A中能否省去盛飽和NaCl溶液的洗氣瓶？理由是：________________________。

（3）裝置A中能否省去盛濃硫酸的洗氣瓶？理由是：________________________。

（4）裝置A中能否省去盛冰水的燒杯？理由是：________________________。

（5）裝置B中制備時(shí)發(fā)生的電解反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。

（6）裝置B中a端應(yīng)接電源的極，理由是：________________________。

Answer 1

（1）Cl₂+2OH^-==Cl^-+ClO^-+H₂O

（2）不能，氯氣中混有的HCl氣體進(jìn)入大試管中也會(huì)和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，降低NaClO的產(chǎn)量和純度

（3）能，少量水蒸氣進(jìn)入試管中不影響反應(yīng)

（4）不能，氯氣和水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度升高時(shí)，可能引起副反應(yīng)，生成NaClO₃

（5）2NaCl+2H₂O==H₂↑+Cl₂↑+2NaOH

（6）正產(chǎn)生的Cl₂能充分和氫氧化鈉溶液接觸并發(fā)生反應(yīng)

解析：裝置A的氣體發(fā)生裝置是制備Cl₂的，反應(yīng)為MnO₂+4HCl（濃）MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，氣體通過飽和NaCl溶液是為了除去Cl₂中的雜質(zhì)氣體HCl，通過濃H₂SO₄時(shí)是為了干燥Cl₂，通入冷卻的NaOH溶液則是來制備消毒液NaClO，反應(yīng)為Cl₂+2NaOH==NaCl+NaClO+H₂O。

裝置B是利用電解飽和食鹽水法來制備NaClO，反應(yīng)為2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，Cl₂+2NaOH==NaCl+NaClO+H₂O，與a相連的下端電極上產(chǎn)生Cl₂，為陽極，則a電極必定為正極。

問題分析：

（1）離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-==Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O（燒瓶中）

大試管中的是：Cl₂+2OH^-==ClO^-+Cl^-+H₂O

（2）若省去盛飽和NaCl溶液的洗氣瓶，則會(huì)使HCl氣體進(jìn)入大試管中與NaOH溶液反應(yīng)，從而使NaClO的產(chǎn)量降低，由于雜質(zhì)NaCl增多，使NaClO的純度也降低。

（3）若不干燥Cl₂也可以，因?yàn)樯倭康腍₂O對(duì)Cl₂跟NaCl溶液的反應(yīng)不會(huì)造成太大的影響。

（4）盛冰水的燒杯不能省去，因?yàn)镃l₂和H₂O反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度升高時(shí)，可能引起副反應(yīng)，生成NaClO₃。

（5）2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑

（6）a極是正極，這樣下端電極是陽極，電解Cl^-產(chǎn)生Cl₂，Cl₂向上逸出能與NaOH溶液接觸更加充分，反應(yīng)生成NaClO。