Question

（12分）某化学小组同学发现84消毒液(主要成分为NaClO)与洁厕剂(主要成分为盐酸)室温下混和有Cl₂生成，于是尝试在实验室利用该反应原理制取Cl₂。

（1）若用次氯酸钙、浓盐酸为原料，利用下图装置制取Cl₂。

装置中仪器a的名称为        。

甲同学想证明Cl₂溶于水有酸性物质生成，将发生装置产生的气体直接通入适量水中，并加入NaHCO₃粉末，有无色气泡产生。乙同学认为不合理，理由是               。

又知：室温下H₂CO₃的电离常数K₁=4.2×10^-7，K₂=5.6×10^-11，则pH为8.0的NaHCO₃溶液中c(CO₃^2-)：c(HCO₃^-)=           。

（2）经查阅资料得知：无水FeCl₃在空气中易潮解，加热易升华。设计如下装置制备无水FeCl₃。

①下列操作步骤的正确排序为                    (填字母)。

a．体系冷却后，停止通入Cl₂       

b．通入干燥的Cl₂赶尽装置中的空气

c．在铁屑下方加热至反应完成      

d．用干燥的H₂赶尽Cl₂

e．检验装置的气密性

②该实验装置存在的明显缺陷是                  。

（3）世界环保联盟要求ClO₂逐渐取代Cl₂作为自来水消毒剂。

已知：NaCl+3H₂O NaClO₃+3H₂，2NaClO₃+4HCl=2C1O₂+Cl₂+2NaCl+2H₂O。

有关物质性质：

物质	熔点／℃	沸点／℃
C1O2	-59	11
Cl2	-107	-34.6

ClO₂的生产流程示意图：

该工艺中，需要补充的物质X为       (填化学式)，能参与循环的物质是       (填化学式)。从ClO₂发生器中分离出ClO₂可采用的方法是         。

Answer

（12）

（1）分液漏斗（1分）

制取的氯气中含有HCl气体，HCl溶于水后能与NaHCO3反应产生气泡（1分）

5.6×10-3（2分）

（2）①ebcad（2分）②缺少尾气吸收装置（1分）

（3）Cl2（1分） Cl2、NaCl（2分，少写一个得1分，多写、错写不得分）

将生成的气体冷水浴降温使ClO2液化分离出来（2分）

【解析】

试题分析：（1）仪器a的名称是分液漏斗；因为通过该装置制取的氯气中含有HCl气体，溶于水后溶液呈酸性，与碳酸氢钠反应也产生气泡，所以不合理；pH为8.0的NaHCO3溶液中c(H+)=10-8mol/L,K2= c(CO32-) c(H+)/ c(HCO3-)，所以c(CO32-)：c(HCO3-)= K2：c(H+)=5.6×10-11：10-8=5.6×10-3；

（2）①根据题目中的信息，无水氯化铁制备时应排除装置中的空气，所以先检查装置的气密性，再通入干燥的氯气以排除装置的空气，然后加热使氯气与铁反应生成氯化铁，因为氯化铁加热易升华，所以加热使反应完全后继续通入氯气至装置冷却，最后通入干燥的氢气以赶尽氯气，所以顺序是ebcad；

②氯气是有毒气体，所以不能直接排放，所以该装置的明显缺陷是缺少尾气处理装置；

（3）根据工艺流程可知，电解食盐水得到的是氯酸钠和氢气，而合成氯化氢需要氯气、氢气，所以需要补充的物质X是氯气；氯酸钠与氯化氢反应生成的氯化钠、氯气、及二氧化氯，而氯化钠、氯气又可参与反应，所以循环的物质是氯化钠、氯气；二氧化氯的熔沸点较低，所以将生成的气体冷凝，使二氧化氯转化为液体分离出来。

考点：考查对工艺流程的分析，实验装置的评价，溶液中离子浓度的计算