Question

20．漂白液、漂白粉和漂粉精既可作棉、麻、紙張的漂白劑，又可用作游泳池及環(huán)境的消毒劑．它們在生產(chǎn)、生活中有廣泛應用．某實驗小組同學看到一則報道：某造紙廠誤將槽車中漂白液（NaCl和NaClO的混合液，其中有效成分為NaClO）倒入盛放飽和KAl（SO₄）₂溶液的池中，造成中毒事件．該小組同學為探究中毒原因進行了如下實驗．
（1）小組成員甲同學依據(jù)漂白液具有漂白消毒的性質(zhì)推測，漂白液中ClO^-具有氧化性．進行如下實驗：
Ⅰ．取10mL漂白液，依次加入Na₂SO₃溶液和BaCl₂溶液，觀察到有白色沉淀生成，經(jīng)檢驗白色沉淀不溶于鹽酸．
Ⅱ．另取10mL漂白液，加入品紅溶液，發(fā)現(xiàn)溶液紅色逐漸變淺，一段時間后褪為無色．
Ⅲ．再取10mL漂白液，加入品紅溶液，加入少量稀硫酸酸化后，觀察溶液紅色立即變?yōu)闊o色．
①由實驗Ⅰ得出ClO^-具有氧化性，寫出相關(guān)反應的離子方程式ClO^-+SO₃^2-=Cl^-+SO₄^2-、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓或Ba²⁺+ClO^-+SO₃^2-=BaSO₄↓+Cl^-．
②對比實驗Ⅱ和Ⅲ說明ClO^-氧化性與溶液酸堿性的關(guān)系是ClO^-的氧化性隨氫離子濃度增大而增大．
（2）小組成員乙同學依據(jù)（1）中的實驗提出：漂白液在酸性溶液中有Cl₂生成，為此進行如下實驗：
首先，他利用pH計分別測得漂白液pH＞7，飽和KAl（SO₄）₂溶液pH＜7．然后用下圖1所示的裝置繼續(xù)實驗，探究漂白液在酸性溶液中是否能反應生成Cl₂．

①在測定漂白液pH的實驗中，乙同學沒有選擇pH試紙的理由可能是漂白液具有漂白性，pH試紙變藍后馬上褪色，無法準確測定pH；
②若打開分液漏斗活塞向燒瓶中加入硫酸，不久燒瓶中有黃綠色氣體產(chǎn)生．A中反應的離子方程式ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O．
③若打開分液漏斗活塞向燒瓶中加入飽和KAl（SO₄）₂溶液，預計只有觀察到以下現(xiàn)象產(chǎn)生大量的白色膠狀沉淀，不久燒瓶中有黃綠色氣體產(chǎn)生，才能說明漂白液與酸性溶液混合會產(chǎn)生Cl₂．
（3）為了進一步了解漂白液生產(chǎn)和保存的實際意義，小組其他成員還研究漂白液的穩(wěn)定性，他們查閱資料，下圖是30℃時，pH=11的漂白液中NaClO的質(zhì)量百分含量隨時間變化圖2：
①分析分解速率v（Ⅰ）與v（Ⅱ）的大小關(guān)系，原因是在相同條件下，次氯酸鈉的濃度越大，其分解速率越大
②4d～8d，Ⅰ中v（NaClO）=0.047mol/（L•d）（常溫下漂白液的密度約為1g/cm³，且溶液體積變化忽略不計，結(jié)果保留2位有效數(shù)字．）

Answer 1

分析 （1）①由實驗Ⅰ中由白色沉淀生成，經(jīng)檢驗白色沉淀不溶于鹽酸，可知白色沉淀為BaSO₄，發(fā)生氧化還原反應；
②對比實驗Ⅱ和Ⅲ，Ⅲ中加入少量稀硫酸酸化后，溶液紅色立即變?yōu)闊o色，生成HClO，氧化性增強；
（2）①漂白液具有漂白性，可以漂白pH試紙；
②燒瓶中加入硫酸，不久燒瓶中有黃綠色氣體產(chǎn)生為生成氯氣，是次氯酸根離子和氯離子發(fā)生氧化還原反應；
③燒瓶中加入飽和KAl（SO₄）₂溶液，Al³⁺水解使溶液呈酸性，若漂白液與H⁺反應，Al³⁺水解平衡向右移動生成沉淀，黃綠色氣體為氯氣；
（3）①一般來說濃度越大，反應速率越大；
②4d～8d，NaClO的含量由6.5%變?yōu)?.1%，假設溶液體積為1L，計算NaClO的消耗的量，進而計算速率．

解答 解：（1）①②Ⅱ中由白色沉淀生成，經(jīng)檢驗白色沉淀不溶于鹽酸，可知白色沉淀為BaSO₄，發(fā)生氧化還原反應，ClO?把SO₃²?氧化為SO₄²?，所以離子方程式為：ClO^-+SO₃^2-=Cl^-+SO₄^2-、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓或Ba²⁺+ClO^-+SO₃^2-=BaSO₄↓+Cl^-，
故答案為：ClO^-+SO₃^2-=Cl^-+SO₄^2-、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓或Ba²⁺+ClO^-+SO₃^2-=BaSO₄↓+Cl^-；
②加入少量稀硫酸酸化后，觀察溶液紅色立即變?yōu)闊o色，說明ClO^-的氧化性隨c（H⁺）增大而增強，由上述兩個實驗對比可知，加入酸，反應速率加快，則ClO^-的氧化性隨氫離子濃度增大而增大，
故答案為：ClO^-的氧化性隨氫離子濃度增大而增大；
（2）①在測定漂白液pH的實驗中，乙同學沒有選擇pH試紙的理由可能是，漂白液具有漂白性，可以漂白pH試紙，無法準確測定pH，
故答案為：漂白液具有漂白性，pH試紙變藍后馬上褪色，無法準確測定pH；
②在酸性條件下，ClO?與Cl?發(fā)生氧化還原反應生成Cl₂，則離子方程式為：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O，
故答案為：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
③若打開分液漏斗活塞向燒瓶中加入飽和KAl（SO₄）₂溶液，Al³⁺水解使溶液呈酸性：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃↓+3H⁺，若漂白液與H⁺反應，Al³⁺水解平衡向右移動，產(chǎn)生產(chǎn)生大量的白色膠狀沉淀，不久燒瓶中有黃綠色氣體產(chǎn)生，預計只有觀察到以下現(xiàn)象產(chǎn)生大量的白色膠狀沉淀，不久燒瓶中有黃綠色氣體產(chǎn)生，才能說明漂白液與酸性溶液混合會產(chǎn)生Cl₂．
故答案為：才能說明漂白液與酸性溶液混合會產(chǎn)生Cl₂；
（3）①圖2為NaClO的質(zhì)量百分含量，在相同時間內(nèi)，NaClO的質(zhì)量百分含量改變越大，則v（Ⅰ）＞v（Ⅱ），v（Ⅰ）時NaClO的濃度大于v（Ⅱ）時NaClO的濃度，在相同的條件下，NaClO的濃度越大分解速率越大．
故答案為：＞；在相同條件下，次氯酸鈉的濃度越大，其分解速率越大；
②4d～8d，NaClO的含量由6.5%變?yōu)?.1%，假設溶液體積為1L，v（NaClO）=[（6.5%-5.1%）×1g/mL×10³÷74.5g/mol]÷4d=0.047mol/（L．d），故答案為：0.047．

點評 本題為生活、生產(chǎn)實際相關(guān)的綜合題，主要考查的是對元素化合物、化學動力學等當面的知識，為高考常見題型，側(cè)重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，難度中等．