“84消毒液”廣泛應(yīng)用于殺菌消毒,其有效成分是NaClO.實(shí)驗(yàn)小組制備消毒液,并利用其性質(zhì)探索制備碘水的方法。
資料:i.HClO的電離常數(shù)為Ka=4.7×10-8;
H2CO3的電離常數(shù)為K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11。
ii.碘的化合物主要以I-和的形式存在,+5I-+6H+═3I2+3H2O。
iii.碘單質(zhì)能與I-反應(yīng):I2+I-?(低濃度時顯黃色,高濃度時為棕色)。
Ⅰ.制備消毒液(夾持裝置略)
(1)制備NaClO消毒液的裝置是
C
C
(填C或D)。
(2)制備完成后,向C裝置的溶液中添加NaOH、Na2SiO3等物質(zhì),得到與某品牌成分相同的消毒液,用平衡移動原理解釋NaOH的作用 ClO-+H2O?OH-+HClO,加入NaOH使c(OH-)增大,平衡逆移,使c(HClO)減小,分解速率減慢
ClO-+H2O?OH-+HClO,加入NaOH使c(OH-)增大,平衡逆移,使c(HClO)減小,分解速率減慢
。
(3)結(jié)合資料 i,寫出D中反應(yīng)的化學(xué)方程式 Cl2+NaHCO3═HClO+NaCl+CO2
Cl2+NaHCO3═HClO+NaCl+CO2
。
Ⅱ.利用消毒液的性質(zhì)探究碘水的制備方法
將某品牌“84消毒液”稀釋10倍,各取100mL于三個燒杯中,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案制備碘水:
方案 |
操作 |
現(xiàn)象 |
反應(yīng)后加淀粉溶液 |
1 |
燒杯1溶液中加入9gKI固體 |
溶液為橙黃色 |
…… |
2 |
燒杯2溶液中加入9gKI固體再加入1mol/L鹽酸10mL |
溶液顏色快速加深,呈紫紅色 |
變藍(lán) |
3 |
燒杯3溶液中加入少量KI固體(小于0.5g) |
振蕩后溶液保持無色 |
不變藍(lán) |
(4)對比不同方案的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出制取碘水的最佳方法要關(guān)注的因素是
溶液的酸堿性、消毒液和KI的相對用量
溶液的酸堿性、消毒液和KI的相對用量
。
(5)針對燒杯3“滴加淀粉溶液不變藍(lán)”的原因,提出兩種假設(shè):
假設(shè)1:過量的NaClO將反應(yīng)生成的I
2氧化為
。
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了假設(shè)1成立。NaClO氧化I
2生成
的離子方程式是
。
假設(shè)2:生成的I
2在堿性溶液中不能存在。
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)a證實(shí)了假設(shè)2成立,實(shí)驗(yàn)a的操作及現(xiàn)象是
向與燒杯3pH相同的NaOH溶液中加入滴有淀粉溶液的碘水,振蕩,藍(lán)色褪去
向與燒杯3pH相同的NaOH溶液中加入滴有淀粉溶液的碘水,振蕩,藍(lán)色褪去
。
(6)某小組檢驗(yàn)燒杯3所得溶液中含
:取燒杯3所得無色溶液少許,加入稀硫酸酸化的KI溶液,反應(yīng)后再滴加淀粉溶液,發(fā)現(xiàn)溶液變藍(lán)。該實(shí)驗(yàn)方案能否證明燒杯3所得溶液中存在
,說明理由
不能,溶液中存在大量ClO-的干擾,ClO-也可將I-氧化為I2使溶液變藍(lán)
不能,溶液中存在大量ClO-的干擾,ClO-也可將I-氧化為I2使溶液變藍(lán)
。
(7)預(yù)測燒杯1反應(yīng)后加淀粉溶液的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合方程式說明預(yù)測依據(jù)
“變藍(lán),因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng)ClO
-+2I
-+H
2O═I
2+Cl
-+2OH
-(和I
2+I
-?
),溶液中存在I
2單質(zhì)”或“變藍(lán),溶液顯橙黃色,肯定存在有色離子I
2或
,反應(yīng)生成的I
2存在平衡I
2+I
-?,有I
2會變藍(lán)”;或“不變藍(lán),I
2在堿性溶液中不存在,發(fā)生反應(yīng)3I
2+6OH
-═
+5I
-+3H
2O”
“變藍(lán),因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng)ClO
-+2I
-+H
2O═I
2+Cl
-+2OH
-(和I
2+I
-?
),溶液中存在I
2單質(zhì)”或“變藍(lán),溶液顯橙黃色,肯定存在有色離子I
2或
,反應(yīng)生成的I
2存在平衡I
2+I
-?,有I
2會變藍(lán)”;或“不變藍(lán),I
2在堿性溶液中不存在,發(fā)生反應(yīng)3I
2+6OH
-═
+5I
-+3H
2O”
。
【答案】C;ClO
-+H
2O?OH
-+HClO,加入NaOH使c(OH
-)增大,平衡逆移,使c(HClO)減小,分解速率減慢;Cl
2+NaHCO
3═HClO+NaCl+CO
2;溶液的酸堿性、消毒液和KI的相對用量;5ClO
-+I
2+2OH
-═2
+5Cl
-+H
2O;向與燒杯3pH相同的NaOH溶液中加入滴有淀粉溶液的碘水,振蕩,藍(lán)色褪去;不能,溶液中存在大量ClO
-的干擾,ClO
-也可將I
-氧化為I
2使溶液變藍(lán);“變藍(lán),因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng)ClO
-+2I
-+H
2O═I
2+Cl
-+2OH
-(和I
2+I
-?
),溶液中存在I
2單質(zhì)”或“變藍(lán),溶液顯橙黃色,肯定存在有色離子I
2或
,反應(yīng)生成的I
2存在平衡I
2+I
-?,有I
2會變藍(lán)”;或“不變藍(lán),I
2在堿性溶液中不存在,發(fā)生反應(yīng)3I
2+6OH
-═
+5I
-+3H
2O”