Question

含氯消毒剂有多种，二氧化氯可用于自来水消毒，84消毒液用于家庭、宾馆的消毒。

I.实验室可用亚氯酸钠固体与应制备ClO₂：2NaClO₂+Cl₂=2ClO₂+2NaCl，装置如图所示：

（1）装置A中，盛装浓盐酸的仪器名称为___，开始反应后，圆底烧瓶内发生的反应的离子反应方程式为：__。

（2）已知常温常压下，ClO₂和Cl₂是气体，在不同溶剂中溶解性如表所示：B、C、E装置中的试剂依次是___（填编号）

	ClO2	Cl2
水	极易溶于水	溶
CCl4	难溶	易溶

a.浓硫酸     b.饱和食盐水     c.NaOH溶液     d.CCl₄

（3）使用ClO₂在给自来水消毒的过程中会产生有害的副产物亚氯酸根（ClO₂^-），可用Fe²⁺将其去除。已知ClO₂^-与Fe²⁺在pH=5～7的条件下能快速反应，最终形成红褐色沉淀，而ClO₂^-则被还原成Cl^-。Fe²⁺消除ClO₂^-的离子方程式为__。

II.某同学在家中自制出与“84消毒液”成分（NaClO和水）相同的消毒液。主要器材有6V变压器、两支木杆铅笔、废纯净水瓶、食盐、卫生纸、绝缘胶布、小刀等。

（4）实验过程：向一个废弃的纯净水瓶中灌入大半瓶自来水，并加入3调味匙食盐，用卫生纸将用铅笔做成的电极包好，并插入纯净水瓶中，使电极恰好卡在瓶口，装置如图，接通电源后，可以看到一侧电极无明显现象，另一侧电极有细小的气泡产生，请写出该电极反应式为：___；持续通电约3小时后，发现原先无明显现象的电极附近也开始产生一定量的细小气泡，此电极此时的电极反应式___。看到该现象后停止通电。

（5）用该方法制备消毒液的总化学方程式是：___。

Answer

分液漏斗 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O b、a、d ClO2-+4Fe2++10H2O=4Fe(OH)3+Cl-+8H+ 2H++2e-=H2↑ 2Cl--2e-=Cl2↑ Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O

【解析】

I.由题给信息和实验装置图可知：实验首先用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2，经除杂、干燥后在D中与亚氯酸钠固体反应生成ClO2，B装置除去氯气中的氯化氢，C装置用浓硫酸进行干燥，因为Cl2易溶于CCl4，E用于除去ClO2中未反应的Cl2，最后收集，并处理尾气。据此进行分析。

II.该实验过程为电解食盐水的反应过程，发生反应：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，根据电解原理，可知刚开始主要产生了氢气，持续通电，另一电极生成了Cl2。Cl2与电解生成的NaOH反应生成NaClO、NaCl和水，据此分析。

（1）根据分析，装置A为浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2的过程，装置A中，盛装浓盐酸的仪器为分液漏斗，开始反应后发生的离子反应方程式为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。答案为：分液漏斗；MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；

（2）由分析可知，B装置用于除去混在Cl2中的HCl，B装置中的试剂应为饱和食盐水；C装置为干燥装置，试剂为浓硫酸；E装置是用于除去未反应的Cl2，结合题给ClO2和Cl2的性质表格，可知E装置中的试剂应为CCl4。答案为：b、a、d；

（3）根据题给信息，可知Fe2+和ClO2-反应生成了Fe(OH)3和Cl-，其中铁元素的化合价升高，氯元素的化合价降低，根据氧化还原反应中化合价升降总数相等以及原子守恒、电荷守恒等规律，可知该离子方程式为：ClO2-+4Fe2++10H2O=4Fe(OH)3+Cl-+8H+；答案为：ClO2-+4Fe2++10H2O=4Fe(OH)3+Cl-+8H+；

II.（4）由分析可知，首先在阴极上发生还原反应生成了H2，电极反应方程式为：2H++2e-=H2↑。继续通电，阳极发生氧化反应，生成了Cl2，电极反应方程式为：2Cl--2e-=Cl2↑。答案为：2H++2e-=H2↑；2Cl--2e-=Cl2↑；

（5）生成的Cl2与NaOH发生反应：Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O，答案为：Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O。