Question

18．二氧化氯气体有毒，常应用在果蔬保鲜等方面．用NaClO₃与CH₃OH（沸点64.7℃）在催化剂、60℃时，发生反应得到ClO₂，实验装置如图（已知ClO₂的稳定性较差，用稳定剂吸收ClO₂，使用时加酸释放出ClO₂）．

完成下列填空：
（1）仪器b的名称为球形冷凝管，其作用是冷凝回流甲醇．
（2）反应中甲醇被氧化为甲酸（HCOOH），写出制备ClO₂的化学方程式4NaClO₃+CH₃OH+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4ClO₂↑+HCOOH+2Na₂SO₄+3H₂O．
（3）甲装置中采取的加热方式是水浴加热；如果滴加甲醇的速度过快，可能造成的后果反应速率过快，反应生成的ClO₂来不及被稳定剂吸收．
（4）某同学建议将上述装置中的分液漏斗c改用恒压漏斗e，你认为他的理由是有利于液体顺利流下，减少甲醇的挥发．
（5）实验结束后，先用仪器a注入一定量的NaOH，过一段时间后再拆卸仪器，其目的是使反应停止，并吸收ClO₂．
（6）如表是两种稳定剂加酸后释放ClO₂的浓度随时间的变化数据，若将其用于樱桃保鲜，你认为效果较好的稳定剂是2，原因是稳定剂2释放ClO₂的浓度稳定，保鲜时间更长．

时间 稳定剂	0天	2天	4天	6天	8天	10天	12天	14天	16天
稳定剂1浓度	80	150	80	20	10	5	0	0	0
稳定剂2浓度	40	52	52	52	52	50	48	47	20

（7）某同学在实验室测定某保鲜剂中ClO₂的含量，其实验操作如下：
在锥形瓶中加入足量的KI溶液，再加入5mL稀硫酸；取15mL保鲜剂于锥形瓶中，ClO₂与KI反应的离子方程式为：2ClO₂+10I^-+8H⁺═2Cl^-+5I₂+4H₂O；用0.100mol•L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定碘单质（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），达到滴定终点时用去18.00mL Na₂S₂O₃标准溶液．测得该保鲜剂中ClO₂的含量为1.62 g•L^-1．

Answer 1

分析 （1）根据仪器特征，可知仪器b是球形冷凝管，甲醇易挥发性，冷凝回流甲醇；
（2）甲醇被氧化为甲酸（HCOOH），NaClO₃还原生成ClO₂，在硫酸条件下，还生成硫酸钠；
（3）甲装置控制反应温度60℃，采取水浴加热；加甲醇的速度过快，反应速率过快，反应生成的ClO₂来不及被稳定剂吸收；
（4）有利于液体顺利流下，减少甲醇的挥发；
（5）可以中和酸，使反应停止，并吸收ClO₂；
（6）稳定剂2释放ClO₂的浓度稳定，保鲜效果更好；
（7）根据关系式2ClO₂～5I₂～10S₂O₃^2-计算．

解答 解：（1）根据仪器特征，可知仪器b是球形冷凝管，甲醇易挥发性，冷凝回流甲醇，
故答案为：球形冷凝管；冷凝回流甲醇；
（2）甲醇被氧化为甲酸（HCOOH），NaClO₃还原生成ClO₂，在硫酸条件下，还生成硫酸钠，反应方程式为：4NaClO₃+CH₃OH+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4ClO₂↑+HCOOH+2Na₂SO₄+3H₂O，
故答案为：4NaClO₃+CH₃OH+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4ClO₂↑+HCOOH+2Na₂SO₄+3H₂O；
（3）甲装置控制反应温度60℃，低于水的沸点，采取水浴加热，受热均匀，便于控制温度；加甲醇的速度过快，反应速率过快，反应生成的ClO₂来不及被稳定剂吸收，
故答案为：水浴加热；反应速率过快，反应生成的ClO₂来不及被稳定剂吸收；
（4）分液漏斗添加乙醇，需要将分液漏斗活塞打开，便于甲醇液体顺利流下，但会导致甲醇的挥发，改用恒压漏斗有利于液体顺利流下，减少甲醇的挥发，
故答案为：有利于液体顺利流下，减少甲醇的挥发；
（5）加入氢氧化钠可以中和酸，使反应停止，并吸收ClO₂，
故答案为：使反应停止，并吸收ClO₂；
（6）稳定剂2释放ClO₂的浓度稳定，保鲜时间更长，保鲜效果更好，
故答案为：2；稳定剂2释放ClO₂的浓度稳定，保鲜时间更长；
（7）设保鲜剂中ClO₂的含量为xg•L^-1，则：
 2ClO₂～5I₂～10S₂O₃^2-
 135g          10mol
0.015L×xg/L   0.018L×0.1mol/L
所以135g：0.015L×xg/L=10mol：0.018L×0.1mol/L
解得x=1.62
故答案为：1.62．

点评 本题考查物质准备实验，涉及化学仪器识别与使用、陌生方程式书写、实验基本操作、对操作的分析评价、物质含量测定等，较好地考查学生实验能力、分析解决问题的能力．