Question

【题目】二氧化氯(ClO2)与亚氯酸钠(NaClO2)都具有强氧化性。两者作漂白剂时，不伤害织物；作饮用水消毒剂时，不残留异味。某研究性学习小组由二氧化氯制备亚氯酸钠，并探究其性质的实验如下。

（资料査阅）①SO2可将 NaClO3还原为ClO2；② NaClO2酸化生成NaCl，并放出ClO2

实验步骤如下

I．组装仪器并检查气密性。仪器组装完毕(如图所示)，关闭①②③三个止水夹及b活塞，打开a的活塞，向A的圆底烧瓶中注入水，检查装置的气密性。

Ⅱ．制备亚氯酸钠。在各装置中分别加入相应的试剂，关闭止水夹①③和b的活塞，打开止水夹②及a的活塞，向A的圆底烧瓶中滴入75％硫酸。

III．探究亚氯酸钠的性质。打开止水夹①和②，关闭止水夹③和a的活塞，通入一段时间空气；关闭止水夹①和②，打开止水夹③和b的活塞，向C的三颈烧瓶中滴入稀硫酸。

试回答下列问题

(1)步骤1中，装置气密性良好的现象是_________；仪器a或b在使用前应________。

(2)步骤Ⅱ中，B中反应的化学方程式为________，C中H2O2的作用为_______。

(3)步骤Ⅲ中，先通入一段时间空气的目的是________，试管D中的现象为_______。

(4)步骤Ⅲ中，开始时C中反应缓慢，稍后产生气体的速率却迅速加快。试解释可能的原因_____________________。

(5)步骤II，实验前若向C三颈烧瓶中加入25mL8.0mol/LH2O2溶液反应，分离提纯得到18.88gNaClO2晶体，则H2O2的有效利用率为________(保留两位有效数字)。

Answer 1

【答案】一段时间后，仪器a中液面不再下降 检查是否漏水 SO2＋2NaClO3＝2ClO2＋Na2SO4 H2O2作还原剂 排出装置中残留的ClO2、SO2气体，避免干扰实验 溶液由无色变蓝色 反应生成的Cl－起催化作用(或：该反应放热使温度升高，反应速率加快) 52%

【解析】

(1) 若装置不漏气，因装置中气体压强增大，a中液体不能顺利流下；根据分液漏斗的使用方法回答。

(2)步骤Ⅱ，B中SO2将 NaClO3还原为ClO2，C中用二氧化氯制备亚氯酸钠，ClO2发生还原反应。

(3) 装置中残留的ClO2、SO2气体干扰NaClO2的检验；C中加入硫酸生成的ClO2与 D试管中的KI反应生成碘单质。

(4)根据影响反应速率的因素分析。

(5)C中的反应方程式是2ClO2＋2NaOH＋H2O2＝2NaClO2＋O2↑＋2H2O，根据方程式计算H2O2的有效利用率。

(1) 若装置不漏气，因装置中气体压强增大，a中液体不能顺利流下，所以现象是一段时间后，仪器a中液面不再下降；仪器a、b是分液漏斗，使用前要检验是否漏水；

(2) 步骤Ⅱ，B中SO2将 NaClO3还原为ClO2，反应的化学方程式为SO2＋2NaClO3＝2ClO2＋Na2SO4，C中用二氧化氯制备亚氯酸钠，ClO2发生还原反应，H2O2作还原剂。

(3) 装置中残留的ClO2、SO2气体干扰NaClO2的检验，骤Ⅲ中，先通入一段时间空气的目的是排出装置中残留的ClO2、SO2气体，避免干扰实验；C中加入硫酸生成的ClO2与D试管中的KI反应生成碘单质，所以试管D中的现象为溶液由无色变蓝色。

(4) NaClO2酸化生成NaCl，反应生成的Cl－起催化作用；NaClO2与硫酸的反应放热使温度升高，反应速率加快。

(5)设参加反应的H2O2的物质的量是xmol；

2ClO2＋2NaOH＋H2O2＝2NaClO2＋O2↑＋2H2O，

1mol 181g

xmol 18.88g

X≈0.104mol，H2O2的有效利用率为52%。