(1)“84”消毒液是一種常用的消毒劑,其有效成分是
NaClO
NaClO
(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-; Cl2+2OHˉ=Clˉ+ClOˉ+H2O
Cl2+2OHˉ=Clˉ+ClOˉ+H2O
。
(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 ClOˉ+H2O?HClO+OHˉ
ClOˉ+H2O?HClO+OHˉ
(寫出離子方程式)向逆方向移動;二是吸收空氣中的 CO2
CO2
(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)系如表所示
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降低時產(chǎn)生氯氣的離子方程式
ClOˉ+Clˉ+2H+=Cl2↑+H2O
ClOˉ+Clˉ+2H+=Cl2↑+H2O
。
(4)某同學(xué)猜測“84消毒液”(以下簡稱“84”)可以“漂白”米醋,進行了實驗1和實驗2:
編號 |
實驗操作 |
實驗現(xiàn)象 |
實驗1 |
|
溶液無色,聞到刺激性氣味 |
實驗2 |
|
溶液為淺棕色,無刺激性氣味 |
實驗2的目的是:
①
排除因米醋被稀釋導(dǎo)致顏色褪去的可能性
排除因米醋被稀釋導(dǎo)致顏色褪去的可能性
;②
排除醋酸揮發(fā)產(chǎn)生刺激性氣味氣體的可能性
排除醋酸揮發(fā)產(chǎn)生刺激性氣味氣體的可能性
。
為進一步研究“84”與米醋的反應(yīng),該同學(xué)又進行了以下實驗:
編號 |
實驗操作 |
實驗現(xiàn)象 |
實驗3 |
|
“84”滴入后迅速產(chǎn)生刺激性氣味的氣體;滴加至5滴時,溶液開始褪色;滴加至21滴時,褪為淡黃色;繼續(xù)滴加不再出現(xiàn)明顯褪色。 |
實驗4 |
|
滴入米醋后立即褪色;當(dāng)米醋滴加至10滴時,溶液較實驗3顏色更淺;當(dāng)米醋加至17滴時,與實驗3中溶液最終顏色相同。 |
請你結(jié)合上述實驗和相關(guān)資料,分析實驗3與實驗4現(xiàn)象的差異:
實驗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;實驗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
實驗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;實驗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)某工廠使用次氯酸鈉漂白棉布,該工廠對生產(chǎn)條件進行了研究,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階段進行。
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,纖維聚合度最低,纖維損傷最嚴重的原因是
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)的進行,即次氯酸酯的形成和分解連續(xù)發(fā)生,此時纖維素很快被氧化,纖維強度受到嚴重損傷(或:這是兩個連續(xù)變化的過程,pH較小時,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,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))
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)的進行,即次氯酸酯的形成和分解連續(xù)發(fā)生,此時纖維素很快被氧化,纖維強度受到嚴重損傷(或:這是兩個連續(xù)變化的過程,pH較小時,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,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))
。
②綜合考慮,生產(chǎn)過程中pH最好選擇
9~11
9~11
,理由是
對棉布損傷小,且不會因pH過低產(chǎn)生氯氣。
對棉布損傷小,且不會因pH過低產(chǎn)生氯氣。
。