Question

“84消毒液”因1984年北京某医院研制使用而得名，在2020年抗击新型冠状病毒肺炎中被广泛用于消毒，其有效成分是NaClO。某校化学研究性学习小组在实验室制备NaClO溶液，并进行性质探究和成分测定。

已知：①室温下，饱和NaClO溶液pH为11

②25℃时，H₂CO₃：K_a1=4.4×10^-7，K_a2=4.7×10^-11；HClO：K_a=3.0×10^-8

I．制备NaClO溶液

该学习小组按下图装置进行实验(部分夹持装置省去)

(1)上图中A为实验室制备Cl₂的发生装置，可以选用下列图中_(填代号)装置，用该装置制备Cl₂反应的化学方程式为__。

(2)B装置中仪器a的名称是____，B装置可除去氯气中氯化氢杂质， 此外还有______作用(写出一点)。

II．NaClO性质探究

按上图装置进行实验，一段时间后，取C瓶中的溶液进行实验，如下表：

	实验内容	实验现象
实验l	取样，滴加紫色石蕊试液	变蓝，不褪色
实验2	测定溶液的pH	12

(3)C瓶溶液中的溶质除NaCl外，还有______(填化学式)。

(4)将C瓶中NaOH溶液换成NaHCO₃溶液，反应一段时间后，取C瓶中的溶液按上表实验内容进行实验。现象为：实验l中紫色石蕊试液立即褪色，实验2中溶液的pH=7。结合平衡移动原理解释紫色石蕊试液立即褪色的原因是________。

III．测定C瓶溶液中NaClO含量(单位：g·L^-1)

i.取C瓶溶液10.00mL于锥形瓶中，加入适量硫酸酸化，迅速加入过量KI溶液，盖紧瓶塞并在暗处充分反应。

ii.用0.1000mol•L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定上述锥形瓶中的溶液至终点，重复操作2~3次，消耗Na₂S₂O₃溶液的平均用量为12.00mL。(已知：I₂+2=2I^-+)

(5)i中主要发生反应的离子方程式为_______，ii中用_______作指示剂。

(6)盖紧瓶塞并在暗处反应的原因是________。

(7)C瓶溶液中NaClO含量是______g·L^-1(保留2位小数)。

Answer

甲或乙 MnO2+4HCl(浓)Cl2↑+MnCl2+2H2O 或2KMnO4+16HCl＝2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 长颈漏斗 贮藏少量气体或平衡气压(安全瓶)或防倒吸 NaClO、NaOH 溶液中存在平衡 Cl2+H2O⇌HCl+HClO，HCO3- 消耗 H+，使平衡右移，HClO 浓度增大 ClO-+2I-+2H+=I2+Cl-+H2O 淀粉溶液 防止HClO分解(防止Cl2、I2逸出) 4.47

【解析】

I．制备NaClO溶液

(1)实验室制备Cl2若采用二氧化锰与浓盐酸加热的方法，根据反应条件结合装置可知乙和丙不能进行加热，只能在甲装置中进行反应，发生反应的化学方程式为：MnO2+4HCl(浓)Cl2↑+MnCl2+2H2O；若采用采用高锰酸钾与浓盐酸常温下制备氯气，则不需要加热装置，同时因高锰酸钾易溶于水不能选用丙装置制取，应该在乙装置中进行，发生反应的化学方程式为：2KMnO4+16HCl＝2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，

故答案为：甲或乙；MnO2+4HCl(浓)Cl2↑+MnCl2+2H2O或2KMnO4+16HCl＝2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；

(2) B装置中仪器a为长颈漏斗，B装置可除去氯气中氯化氢杂质， 此外因长颈漏斗与外界连通，可以起到平衡内外压强的作用从而能有效的防止倒吸现象，另外过量的氯气还可以贮藏在B中，

故答案为：长颈漏斗；贮藏少量气体或平衡气压(安全瓶)或防倒吸；

II．NaClO性质探究

(3) C瓶溶液中的溶质除NaCl外，还存在产物次氯酸钠，但室温下，饱和NaClO溶液pH为11，C中溶液的pH值12，从而说明溶液还存在未反应完的氢氧化钠，

故答案为：NaClO、NaOH；

(4) 溶液中存在平衡Cl2+H2O⇌HCl+HClO，结合碳酸的酸性比盐酸弱，但因H2CO3：Ka1=4.4×10-7，HClO：Ka=3.0×10-8，可知碳酸酸性强于次氯酸，则碳酸氢钠只与盐酸反应不能与次氯酸反应，HCO3- 消耗H+，使平衡右移，HClO 浓度增大，HClO浓度越大漂白能力增强，因此使紫色石蕊褪色，

故答案为：溶液中存在平衡Cl2+H2O⇌HCl+HClO，HCO3- 消耗H+，使平衡右移，HClO 浓度增大；

III．测定C瓶溶液中NaClO含量(单位：g·L-1)

(5)i.取C瓶溶液10.00mL于锥形瓶中，加入适量硫酸酸化，迅速加入过量KI溶液，C中的ClO-具有强氧化性能氧化碘离子，发生反应的离子方程式为：ClO-+2I-+2H+=I2+Cl-+H2O；ii.用0.1000mol•L-1Na2S2O3标准溶液滴定含碘单质的溶液至终点，应选用淀粉做指示剂，

故答案为：ClO-+2I-+2H+=I2+Cl-+H2O；淀粉；

(6) 盖紧瓶塞并在暗处反应的主要原因是：HClO不稳定，在受热或者见光条件下易发生分解反应，同时也可以防止溶液中产生的氯气和碘逸出，故答案为：防止HClO分解(防止Cl2、I2逸出)

(7) 结合反应ClO-+2I-+2H+=I2+Cl-+H2O，I2+2=2I-+，根据转化关系可知，则，C瓶溶液中NaClO含量是，

故答案为：4.47。