Question

【題目】研究證明高鐵酸鈉是一種“綠色環(huán)保高效”消毒劑，比目前國(guó)內(nèi)外廣泛使用的含氯飲用水消毒劑性能更為優(yōu)良。高鐵酸鈉只能在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。下列是通過次氯酸鈉氧化法制備高鐵酸鈉并探究其性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，步驟如下：

Ⅰ用氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)制備NaClO溶液

(1)是氯氣發(fā)生裝置，寫出實(shí)驗(yàn)室用此裝置制取氯氣的離子方程式___________。

(2)Ⅰ裝置的作用是__________。

(3)用圖示的Ⅱ或Ⅲ代替Ⅰ是否可行？___________。簡(jiǎn)要說明理由_________________________。

(4)將產(chǎn)生的氯氣通入D裝置中制NaClO溶液

已知：為了防止產(chǎn)生，除攪拌和混入稀釋外，還應(yīng)采取的操作是___________________________。

Ⅱ制備

(1)將溶液加入到NaOH與NaClO的混合溶液中，過濾得到粗產(chǎn)品，再用NaOH溶液溶解，重結(jié)晶，用有機(jī)溶劑脫堿，低溫烘干得到固體樣品，上述制備過程中，用NaOH溶液溶解粗產(chǎn)品而不用水的原因是______________________________。

(2)高鐵酸鈉電池是一種新型可充電電池，電解質(zhì)為NaOH溶液，放電時(shí)負(fù)極材料為Zn，正極產(chǎn)生紅褐色沉淀，寫出該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________。

Answer 1

【答案】 收集并儲(chǔ)存氯氣 Ⅱ可行，Ⅲ不行 Ⅱ與Ⅰ原理相同，而Ⅲ中因c瓶口密封，體積不能改變，增大壓強(qiáng)會(huì)有危險(xiǎn)，且由于B、C液差太小，不能使儲(chǔ)存的全部排出 將D放在冷水中 在水溶液中水解后溶液呈堿性，NaOH溶液呈堿性會(huì)抑制其水解，有利于減少產(chǎn)品損失 或

【解析】

I．(1)A裝置利用濃鹽酸和二氧化錳混合加熱制氯氣，結(jié)合電子守恒和原子守恒可寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式；

(2)I裝置為貯氣裝置；

(3)根據(jù)圖示的II或III裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析能否代替Ⅰ裝置；

(4)氯氣與NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO3，需要加熱，而氯氣與NaOH反應(yīng)生成NaClO是放熱反應(yīng)，則應(yīng)該采取降溫措施，控制反應(yīng)混合溶液的溫度；

II．(1)在堿性條件下，利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4，反應(yīng)方程式為3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH＝2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O，再改寫為離子方程式；FeO42在水溶液中易水解，溶液顯堿性，加入NaOH溶液可抑制其水解；

(2)根據(jù)反應(yīng)信息知道：反應(yīng)物是金屬鋅、高鐵酸鈉、產(chǎn)物是氫氧化鐵、氫氧化鋅來書寫方程式。

I．(1)裝置利用濃鹽酸和二氧化錳混合加熱制氯氣，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為；

(2)利用I裝置可收集并儲(chǔ)存氯氣；

(3)可圖示可知，裝置Ⅱ與Ⅰ原理相同，可以用來收集并儲(chǔ)存氯氣，而Ⅲ中因c瓶口密封，體積不能改變，增大壓強(qiáng)會(huì)有危險(xiǎn)，且由于B、C液差太小，不能使儲(chǔ)存的全部排出，則不可以用裝置Ⅲ代替Ⅰ裝置收集并儲(chǔ)存氯氣；

(4)為防止氯氣與NaOH溶液在高溫條件反應(yīng)生成，除攪拌和混入稀釋外，將反應(yīng)裝置D放在冷水中降溫；

(1)在堿性條件下，利用NaClO氧化制得，在水溶液中易水解，溶液顯堿性，則粗產(chǎn)品用NaOH溶液溶解，可抑制其水解，有利于減少產(chǎn)品損失；

(2)根據(jù)題意可知，該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：或。