Question

研究证明高铁酸钠是一种“绿色环保高效”消毒剂，比目前国内外广泛使用的含氯饮用水消毒剂性能更为优良。高铁酸钠只能在碱性环境中稳定存在。下列是通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠并探究其性质的实验，步骤如下：

Ⅰ用氯气和氢氧化钠溶液反应制备NaClO溶液

(1)是氯气发生装置，写出实验室用此装置制取氯气的离子方程式___________。

(2)Ⅰ装置的作用是__________。

(3)用图示的Ⅱ或Ⅲ代替Ⅰ是否可行？___________。简要说明理由_________________________。

(4)将产生的氯气通入D装置中制NaClO溶液

已知：为了防止产生，除搅拌和混入稀释外，还应采取的操作是___________________________。

Ⅱ制备

(1)将溶液加入到NaOH与NaClO的混合溶液中，过滤得到粗产品，再用NaOH溶液溶解，重结晶，用有机溶剂脱碱，低温烘干得到固体样品，上述制备过程中，用NaOH溶液溶解粗产品而不用水的原因是______________________________。

(2)高铁酸钠电池是一种新型可充电电池，电解质为NaOH溶液，放电时负极材料为Zn，正极产生红褐色沉淀，写出该电池反应的化学方程式_______________________。

Answer

收集并储存氯气 Ⅱ可行，Ⅲ不行 Ⅱ与Ⅰ原理相同，而Ⅲ中因c瓶口密封，体积不能改变，增大压强会有危险，且由于B、C液差太小，不能使储存的全部排出 将D放在冷水中 在水溶液中水解后溶液呈碱性，NaOH溶液呈碱性会抑制其水解，有利于减少产品损失 或 

【解析】

I．(1)A装置利用浓盐酸和二氧化锰混合加热制氯气，结合电子守恒和原子守恒可写出发生反应的离子方程式；

(2)I装置为贮气装置；

(3)根据图示的II或III装置结构特点分析能否代替Ⅰ装置；

(4)氯气与NaOH溶液反应生成NaClO3，需要加热，而氯气与NaOH反应生成NaClO是放热反应，则应该采取降温措施，控制反应混合溶液的温度；

II．(1)在碱性条件下，利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4，反应方程式为3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH＝2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O，再改写为离子方程式；FeO42−在水溶液中易水解，溶液显碱性，加入NaOH溶液可抑制其水解；

(2)根据反应信息知道：反应物是金属锌、高铁酸钠、产物是氢氧化铁、氢氧化锌来书写方程式。

I．(1)装置利用浓盐酸和二氧化锰混合加热制氯气，发生反应的离子方程式为；

(2)利用I装置可收集并储存氯气；

(3)可图示可知，装置Ⅱ与Ⅰ原理相同，可以用来收集并储存氯气，而Ⅲ中因c瓶口密封，体积不能改变，增大压强会有危险，且由于B、C液差太小，不能使储存的全部排出，则不可以用装置Ⅲ代替Ⅰ装置收集并储存氯气；

(4)为防止氯气与NaOH溶液在高温条件反应生成，除搅拌和混入稀释外，将反应装置D放在冷水中降温；

(1)在碱性条件下，利用NaClO氧化制得，在水溶液中易水解，溶液显碱性，则粗产品用NaOH溶液溶解，可抑制其水解，有利于减少产品损失；

(2)根据题意可知，该电池反应的化学方程式为：或。