Question

【题目】二氧化氯(ClO2)是一种优良的消毒剂，熔点为-59℃，沸点为 11℃，浓度过高时易发生分解，甚至爆炸。某课外兴趣小组通过氯气与 NaClO2溶液反应来制取少量ClO2，装置如下图所示：

(1)甲装置中圆底烧瓶内发生反应的化学方程式是_________________________________________。

(2)丙装置中发生的反应可能经两步完成，请将其补充完整：

①____________________________________________(用化学方程式表示)，

②HClO + HCl + 2NaClO2 2ClO2↑+ 2NaCl + H2O。

(3)Clˉ存在时会催化 ClO2的生成，若无乙装置，则丙装置内产生 ClO2的速率明显加快。乙装置中试剂瓶内的液体是__________。戊装置的作用是_______________________。

(4)戊装置烧杯中 NaOH 溶液吸收 ClO2后，生成了 ClO、ClO，该反应的离子方程式是_______________________________________。

Answer 1

【答案】4HCl（浓）+2MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O Cl2 + H2O HClO + HCl 饱和食盐水 吸收未反应完的氯气和二氧化氯，防止污染环境 2ClO2 + 2OH- == ClO+ ClO + H2O

【解析】

（1）甲装置中二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成MnCl2、Cl2和H2O；

（2）由第②步反应中反应物可知，第①步是氯气与水反应生成HCl和HClO；

（3）由题干信息可知，装置乙的作用是除Cl2中HCl，分析乙装置内液体；装置戊的作用是吸收尾气；

（4）NaOH溶液吸收ClO2后，生成了ClO2－、ClO3－，根据化合价升降守恒、电荷守恒、原子守恒配平。

（1）甲装置中二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成MnCl2、Cl2和H2O，反应方程式为：4HCl（浓）+2MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O；

（2）由第②步反应中反应物可知，第①步是氯气与水反应生成HCl和HClO，反应方程式为：Cl2 + H2OHClO + HCl；

（3）Clˉ存在时会催化ClO2的生成，若无乙装置，则丙装置内产生ClO2的速率明显加快导致ClO2浓度过高，易发生分解甚至爆炸，故装置乙的作用是除Cl2中HCl，可选用试剂为饱和食盐水；氯气和二氧化氯均为有毒气体，不能直接排放至空气中，因此需要进行尾气处理，故装置丙的作用是：吸收未反应完的氯气和二氧化氯，防止污染环境；

（4）NaOH溶液吸收ClO2后，生成了ClO2－、ClO3－，ClO2被氧化为ClO3－（化合价升高1），ClO2同时被还原为ClO2－（化合价降低1），根据化合价升降守恒和电荷守恒、原子守恒配平可得其反应的离子方程式：2ClO2 + 2OH- ==ClO2－＋ClO3－＋H2O