Question

【題目】二氧化氯（ClO2）是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，其熔點為-59℃，沸點為11.0℃，易溶于水。工業(yè)上用潮濕的KClO3和草酸 （H2C2O4）在60℃時反應(yīng)制得，某學(xué)生擬用下圖所示的裝置模擬制取并收集ClO2。

（1）B必須放在冰水浴中控制溫度，其原因是_______________。

（2）反應(yīng)后在裝置C中可得NaClO2溶液.已知NaClO2飽和溶液中在溫度低于38℃時析出晶體是NaClO23H2O，在溫度高于38℃時析出晶體是NaClO2 。根據(jù)右上圖所示的NaClO2溶解度曲線，請補充從NaClO2溶液中制NaClO2操作步驟：a______；b_______；③洗滌；④干燥。

（3）亞氯酸鈉（NaClO2）是一種強氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染和食品工業(yè)。它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。某同學(xué)查閱資料后設(shè)計生產(chǎn)NaClO2的主要流程如下。

①I、III中發(fā)生反應(yīng)的還原劑分別是_____、_____（填化學(xué)式）。

②Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是___________。

③ClO2是一種高效水處理劑，可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備。寫出該反應(yīng)化學(xué)方程式______。

④NaClO2變質(zhì)可分解為NaClO3和NaCl。取等質(zhì)量變質(zhì)前后的NaClO2試樣均配成溶液，分別與足量FeSO4溶液反應(yīng)時，消耗Fe2+物質(zhì)的量_______。（填“相同”，“不同”或“無法判斷”）

Answer 1

【答案】

（1）使ClO2充分冷凝，減少揮發(fā)；

（2）a.蒸發(fā)結(jié)晶；b．趁熱過濾；

（3）①Na2SO3；H2O；

②2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O；

③5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O；

④相同。

【解析】

試題分析：（1）二氧化氯（ClO2）是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，其熔點為－59℃，沸點為11.0℃，B必須放在冰水浴中控制溫度，其原因是使ClO2充分冷凝，減少揮發(fā)；

（2）根據(jù)題給信息：NaClO2飽和溶液中在溫度低于38℃時析出晶體是NaClO2·3H2O，在溫度高于38℃時析出晶體是NaClO2。從NaClO2溶液中制得NaClO2的操作步驟：a.蒸發(fā)結(jié)晶；

B．趁熱過濾；③洗滌；④干燥；

（3）①根據(jù)題給流程知反應(yīng)I為2ClO3―＋SO32―＋2H＋ =2ClO2＋SO42―＋H2O，其中SO32― 中S由+4價變成+6價，Na2SO3作還原劑；反應(yīng)Ⅲ為2H2O2H2↑+O2↑，還原劑為H2O；②根據(jù)題給流程知ClO2和H2O2在堿性條件反應(yīng)生成NaClO2，ClO2中氯元素的化合價由+4價降低為+3價，H2O2中氧由―1價升高到0價，離子方程式為2ClO2 + H2O2 + 2OH－= 2ClO2－+ O2↑+ 2H2O；③亞氯酸鈉和稀鹽酸發(fā)生歧化反應(yīng)，生成氯化鈉、二氧化氯和水，化學(xué)方程式為5NaClO2 + 4HCl = 5NaCl + 4ClO2↑+ 2H2O；④ClO2―、ClO3―與Fe2＋ 反應(yīng)最終都變成Cl― ，變質(zhì)前后轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同，反以消耗Fe2+的物質(zhì)的量相同。