Question

【題目】(1)“84”消毒液是一種常用的消毒劑，其有效成分是______(填化學(xué)式)。某學(xué)生用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，制作了一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，如圖所示。電極c處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式依次為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；_____。

(2)“84”消毒液工業(yè)品中常含有1.5%~3%的NaOH，其目的一是使平衡_____(寫出離子方程式)向逆方向移動；二是吸收空氣中的_____(填化學(xué)式)防止消毒液失效。

(3)消毒液中氯元素的存在形態(tài)與溶液pH的關(guān)系如下：

溶液pH	＞9	5~6	4~5	2~3	＜2
主要成分	NaClO	HClO與NaClO(少量)	HClO與Cl2(少量)	HClO與Cl2	Cl2

請你寫出pH降低時(shí)產(chǎn)生氯氣的離子方程式：_____。

(4)某同學(xué)猜測“84消毒液”(以下簡稱“84”)可以“漂白”米醋，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2：

編號	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)1	滴加2滴米醋，5滴管“84”	溶液無色，聞到刺激性氣味
實(shí)驗(yàn)2	滴加2滴米醋，5滴管蒸餾水	溶液為淺棕色，無刺激性氣味

實(shí)驗(yàn)2的目的是：①______；②______。

為進(jìn)一步研究“84”與米醋的反應(yīng)，該同學(xué)又進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：

編號	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)3	逐滴加入“84”，10滴米醋	“84”滴入后迅速產(chǎn)生刺激性氣味的氣體；滴加至5滴時(shí)，溶液開始褪色；滴加至21滴時(shí)，褪為淡黃色；繼續(xù)滴加不再出現(xiàn)明顯褪色。
實(shí)驗(yàn)4	逐滴加入米醋，21滴“84”	滴入米醋后立即褪色；當(dāng)米醋滴加至10滴時(shí)，溶液較實(shí)驗(yàn)3顏色更淺；當(dāng)米醋加至17滴時(shí)，與實(shí)驗(yàn)3中溶液最終顏色相同。

請你結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)和相關(guān)資料，分析實(shí)驗(yàn)3與實(shí)驗(yàn)4現(xiàn)象的差異：______。

(5)某工廠使用次氯酸鈉漂白棉布，該工廠對生產(chǎn)條件進(jìn)行了研究，結(jié)果如圖所示：

查閱資料得知：次氯酸鈉對纖維素的破壞分為兩個(gè)階段進(jìn)行。第一階段：纖維素纖維的羥基與次氯酸作用生成次氯酸酯；第二階段：生成的次氯酸酯在OH-離子作用下，失去一分子氯化氫，并轉(zhuǎn)變?yōu)槿┗蛲�，直接影響纖維素化學(xué)鍵的穩(wěn)定性。

①當(dāng)溶液pH=7時(shí)，纖維聚合度最低，纖維損傷最嚴(yán)重的原因是：_____。

②綜合考慮，生產(chǎn)過程中pH最好選擇_____，理由是_____。

Answer 1

【答案】NaClO Cl2+2OHˉ=Clˉ+ClOˉ+H2O ClOˉ+H2OHClO+ OHˉ CO2 ClOˉ+ Clˉ+2H+=Cl2↑+H2O 排除因米醋被稀釋導(dǎo)致顏色褪去的可能性 排除醋酸揮發(fā)產(chǎn)生刺激性氣味氣體的可能性 實(shí)驗(yàn)3最初階段因溶液pH<2，主要發(fā)生反應(yīng)ClOˉ+ Clˉ+2H+=Cl2↑+H2O；隨著溶液pH>2，發(fā)生反應(yīng)ClOˉ+CH3COOH=CH3COOˉ+HClO，使溶液褪色。實(shí)驗(yàn)4中最初階段溶液pH較大，只發(fā)生ClOˉ+CH3COOH=CH3COOˉ+HClO，所以立即褪色 在中性條件下，次氯酸鈉溶液中存在較多的次氯酸與OHˉ，有利于反應(yīng)的進(jìn)行，即次氯酸酯的形成和分解連續(xù)發(fā)生，此時(shí)纖維素很快被氧化，纖維強(qiáng)度受到嚴(yán)重?fù)p傷。(或：這是兩個(gè)連續(xù)變化的過程，pH較小時(shí)，次氯酸濃度較高有利于第一階段的反應(yīng)，但OHˉ濃度較低不利于第二階段的反應(yīng)；pH較大時(shí)，OHˉ濃度較高有利于第二階段的反應(yīng)，但次氯酸濃度較低不利于第一階段的反應(yīng)。) 9~11 對棉布損傷小，且不會因pH過低產(chǎn)生氯氣

【解析】

(4)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菫榱颂骄?/span>84消毒液能否“漂白”米醋；因84消毒液中含有大量的水分，所以先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1和2對比排除因米醋被稀釋導(dǎo)致顏色褪去的可能性和醋酸揮發(fā)產(chǎn)生刺激性氣味氣體的可能性；之后設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)3和4進(jìn)行米醋和84消毒液的互滴實(shí)驗(yàn)，向84消毒液中滴加米醋的時(shí)，由于次氯酸根的水解，溶液初始pH較大，而向米醋中滴加84時(shí)，由于醋酸的電離，溶液初始pH較小。

(1)84消毒液的有效成分為NaClO；電極c處發(fā)生2H2O+2e-=H2↑+2OHˉ，說明c處為電解池的陰極，則d處為陽極，氯離子放電產(chǎn)生氯氣，且生成的氯氣會浮上來與c處產(chǎn)生的氫氧根反應(yīng)生成氯化鈉和次氯酸鈉，離子方程式為Cl2+2OHˉ=Clˉ+ClOˉ+H2O；

(2)次氯酸為弱酸，所以84消毒液中存在水解平衡ClOˉ+H2OHClO+ OHˉ，加入少量NaOH溶液可以使其水解平衡逆向移動；而且NaOH還可以吸收空氣中的二氧化碳防止消毒液失效；

(3)pH降低時(shí)溶液中氫離子濃度增大，酸性環(huán)境下次氯酸根和氯離子發(fā)生歸中反應(yīng)生成氯氣，離子方程式為ClOˉ+ Clˉ+2H+=Cl2↑+H2O；

(4)84消毒液中含有水，實(shí)驗(yàn)2作為對照可以排除因米醋被稀釋導(dǎo)致顏色褪去的可能性；同時(shí)也可以排除醋酸揮發(fā)產(chǎn)生刺激性氣味氣體的可能性；

實(shí)驗(yàn)3最初階段因溶液pH<2，主要發(fā)生反應(yīng)ClOˉ+ Clˉ+2H+=Cl2↑+H2O；隨著溶液pH>2，發(fā)生反應(yīng)ClOˉ+CH3COOH=CH3COOˉ+HClO，使溶液褪色。實(shí)驗(yàn)4中最初階段溶液pH較大，只發(fā)生ClOˉ+CH3COOH=CH3COOˉ+HClO，所以立即褪色；

(5)①在中性條件下，次氯酸鈉溶液中存在較多的次氯酸與OHˉ，有利于反應(yīng)的進(jìn)行，即次氯酸酯的形成和分解連續(xù)發(fā)生，此時(shí)纖維素很快被氧化，纖維強(qiáng)度受到嚴(yán)重?fù)p傷。(或：這是兩個(gè)連續(xù)變化的過程，pH較小時(shí)，次氯酸濃度較高有利于第一階段的反應(yīng)，但OHˉ濃度較低不利于第二階段的反應(yīng)；pH較大時(shí)，OHˉ濃度較高有利于第二階段的反應(yīng)，但次氯酸濃度較低不利于第一階段的反應(yīng)。)

(6)根據(jù)第3小題可知pH過低時(shí)會產(chǎn)生氯氣，所以pH不能太低，據(jù)圖可知pH為7到9時(shí)，對棉布損傷較大，pH為9~11時(shí)，對棉布損傷小，且不會因pH過低產(chǎn)生氯氣。