Question

【題目】一氧化二氯（Cl2O）是一種氯化劑和氧化劑，極易溶于水，與水反應(yīng)生成HClO，遇有機(jī)物易燃燒或爆炸，42℃以上易分解。某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)如圖裝置以制備Cl2O（支撐及夾持裝置已省略）。

已知：① a中固體試劑是MnO2，b中試劑是濃鹽酸。 ②Cl2O的部分性質(zhì)如下表。

熔點(diǎn)	沸點(diǎn)	制備方法
－120.6 ℃	3.8℃	2HgO＋2Cl2 = Cl2O＋HgCl2·HgO

請回答：

（1）指出該制備裝置中存在的一個(gè)明顯錯(cuò)誤______________（經(jīng)改進(jìn)后進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)）。

（2）裝置C中盛有的試劑是______________。

（3）寫出裝置A中制備Cl2的化學(xué)方程式__________。

（4）裝置D中采用18℃～20℃水浴的原因之一是如溫度過低，反應(yīng)速率慢，另一個(gè)可能的原因是 ___________。

（5）裝置D、E間的連接方式與A、B、C間的連接方式有明顯的差別，裝置D、E間采用這種連接方式的理由是____________。

（6）Cl2O是市場上一種比較理想的飲水消毒劑，ClO2和Cl2O在消毒時(shí)自身均被還原為Cl－，則ClO2消毒能力是等質(zhì)量Cl2O的_________倍（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

（7）文獻(xiàn)報(bào)道說，Cl2O的另一種制備方法是利用Cl2與足量的Na2CO3溶液反應(yīng)來制得，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________。

Answer 1

【答案】A裝置缺少酒精燈加熱 濃硫酸 4HCl（濃）＋MnO2 Cl2↑＋MnCl2＋2H2O 溫度過高Cl2O分解 防止Cl2O與橡膠管接觸發(fā)生燃燒或爆炸 1.61 2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl

【解析】

A裝置是實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的發(fā)生裝置，二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣， D裝置是制備Cl2O的裝置，根據(jù)Cl2O的性質(zhì)，制得的氯氣先除雜HCl再干燥，Cl2O在42℃以上易分解，因此制備時(shí)要在低溫環(huán)境中反應(yīng)，Cl2O遇有機(jī)物易燃燒或爆炸，因此在制備時(shí)不能接觸橡膠管，因此只能用玻璃管連接。

⑴裝置A是實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的發(fā)生裝置，制氯氣的反應(yīng)是二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)，因此該制備裝置中存在的一個(gè)明顯錯(cuò)誤是A裝置缺少酒精燈加熱，故答案為：A裝置缺少酒精燈加熱；

⑵實(shí)驗(yàn)室制Cl2O，需要干燥純凈的氯氣，因此B、C裝置是除雜和干燥氯氣，因此裝置C中盛有的試劑是濃硫酸，故答案為：濃硫酸；

⑶裝置A中制備Cl2的化學(xué)方程式4HCl（濃）＋MnO2 Cl2↑＋MnCl2＋2H2O，故答案為：4HCl（濃）＋MnO2 Cl2↑＋MnCl2＋2H2O；

⑷Cl2O在42℃以上易分解，因此需要在低溫下反應(yīng)得到，裝置D中采用18℃～20℃水浴的原因之一是如溫度過低，反應(yīng)速率慢，另一個(gè)可能的原因是溫度過高Cl2O分解，故答案為：溫度過高Cl2O分解；

⑸裝置D、E間的連接方式與A、B、C間的連接方式有明顯的差別，差別主要是A、B、C連接時(shí)有玻璃管和橡膠管，而D、E之間連接時(shí)只有玻璃管，再結(jié)合Cl2O遇有機(jī)物易燃燒或爆炸，裝置D、E間采用這種連接方式的理由是防止Cl2O與橡膠管接觸發(fā)生燃燒或爆炸，故答案為：防止Cl2O與橡膠管接觸發(fā)生燃燒或爆炸；

⑹ClO2和Cl2O在消毒時(shí)自身均被還原為Cl－，則1個(gè)ClO2化合價(jià)降低5個(gè)價(jià)態(tài)，67.5 g ClO2轉(zhuǎn)移5mol電子，1個(gè)Cl2O化合價(jià)降低4個(gè)價(jià)態(tài)，等質(zhì)量的Cl2O轉(zhuǎn)移，因此ClO2消毒能力是等質(zhì)量Cl2O的5mol÷3.1mol=1.61倍，故答案為：1.61；

⑺Cl2O的另一種制備方法是利用Cl2與足量的Na2CO3溶液反應(yīng)來制得，該反應(yīng)的化學(xué)方程式2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl，故答案為：2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O +2NaHCO3+2NaCl。