Question

20．ClO₂与Cl₂的氧化性相近．在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛．某兴趣小组通过题图1装置（夹持装置略）对其制备、吸收、释放和应用进行了研究．

（1）仪器C的名称是干燥管．安装F中导管时，应选用图2中的b．
（2）打开B的活塞，A中发生反应：2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O．该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1：1，为使ClO₂在D中被稳定剂充分吸收，滴加稀盐酸的速度宜慢（填“快”或“慢”）．
（3）关闭B的活塞，ClO₂在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO₂，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是吸收Cl₂．
（4）已知在酸性条件下NaClO₂可发生反应生成NaCl并释放出ClO₂，该反应的离子方程式为4H⁺+5ClO₂-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O，在ClO₂释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是验证是否有ClO₂ 生成
（5）已吸收ClO₂气体的稳定剂Ⅰ和Ⅱ，加酸后释放ClO₂的浓度随时间的变化如题9图3所示，若将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是稳定剂Ⅱ，原因是稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO₂，能较长时间维持保鲜所需的浓度．

Answer 1

分析 （1）根据仪器特征，可知仪器C是干燥管；F装置应是Cl₂和KI反应，还需要连接尾气处理装置，所以应长管进气，短管出气；
（2）在2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O反应中，NaClO₃中氯元素化合价由+5价降低为+4价，NaClO₃是氧化剂，还原产物是ClO₂；HCl中氯元素化合价由-1价升高为0价，HCl是还原剂，氧化产物是Cl₂，根据产物可知起还原剂与酸性的氯化氢各占一半；为使ClO₂在D中被稳定剂充分吸收，产生ClO₂的速率要慢；
（3）氯气有毒，能够与碘化钾反应，被碘化钾溶液吸收；
（4）在酸性条件下NaClO₂可发生反应生成NaCl并释放出ClO₂，根据元素守恒可知应还有水生成，据此分析书写离子方程式； 在ClO₂释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是验证是否有ClO₂ 生成；
（5）由图可知，稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO₂，能较长时间维持保鲜所需的浓度．

解答 解：（1）仪器C具有球形特征，据此可知该仪器是干燥管；F装置应是Cl₂和KI反应，还需要连接尾气处理装置，所以应长管进气，短管出气，故选b，
故答案为：干燥管；b；
（2）在氧化还原反应中，反应物中元素化合价降低的物质为氧化剂，化合价升高的物质为还原剂，2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O反应中，NaClO₃中氯元素化合价由+5价降低为+4价，NaClO₃是氧化剂，还原产物是ClO₂；HCl中氯元素化合价由-1价升高为0价，HCl是还原剂，氧化产物是Cl₂，根据氧化产物是Cl₂，可知起还原剂与酸性的氯化氢各占一半，所以该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1：1，为使ClO₂在D中被稳定剂充分吸收，产生ClO₂的速率要慢，
故答案为：1：1；慢；
（3）氯气有毒，能够与碘化钾反应，被碘化钾溶液吸收，所以F的作用为吸收Cl₂，
故答案为：吸收Cl₂；
（4）在酸性条件下NaClO₂可发生反应生成NaCl并释放出ClO₂，根据元素守恒可知应还有水生成，该反应的离子方程式为：4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O； 在ClO₂释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是验证是否有ClO₂ 生成，
故答案为：4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；验证是否有ClO₂ 生成；
（5）由图可知，稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO₂，能较长时间维持保鲜所需的浓度，所以稳定剂Ⅱ好，
故答案为：稳定剂Ⅱ；稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO₂，能较长时间维持保鲜所需的浓度．

点评 本题以ClO₂的制备、吸收、释放为载体，考查实验制备方案设计、基本操作、对装置及操作的分析评价等，注意根据问题进行制备流程分析，题目难度中等．