Question

14．用二氧化氯（ClO₂）可制备用途广泛的亚氯酸钠（NaClO₂），实验室可用如图所示装置（部分支持装置省略）制备少量的亚氯酸钠．
装置D中发生反应：2ClO₂+H₂O₂+2NaOH═2NaClO₂+2H₂O+O₂
（1）ClO₂、O₃常被用作消毒剂，等物质的量的ClO₂（还原产物为Cl^-）、O₃（1mol O₃转化为1mol O₂和1mol H₂O），二者消毒效率之比为5：2．
（2）组装好仪器后，检查该装置的气密性的方法是关闭两个弹簧夹，打开A中活塞，向B中注入水，水滴的速度逐渐变慢，最后停止滴入，说明气密性良好．
（3）F中盛有的液体是氢氧化钠溶液；装置E的作用是安全瓶；装置A盛装的是70%～80%的硫酸，不能用较浓的硫酸或较稀的硫酸，原因是太浓的硫酸不利于电离出氢离子，太稀的硫酸会溶解更多二氧化硫，不利于二氧化硫的逸出．
（4）实验开始时，C中发生反应的化学方程式为2NaClO₃+SO₂═2ClO₂+Na₂SO₄．
（5）通过检测发现制备的NaClO₂中含有NaOH、Na₂SO₃或NaOH、Na₂SO₄等杂质，利用所给试剂设计实验，检测产品中存在Na₂SO₃，简要说明实验操作，现象和结论：取适量D中的溶液于试管中，加入Ba（OH）₂溶液产生白色沉淀，过滤，向白色沉淀中加入稀盐酸，产生气体证明含有亚硫酸钠
（供选择的试剂：Ba（OH）₂溶液、品红溶液、H₂O₂溶液、AgNO₃溶液、稀盐酸）
（6）ClO₂^-的含量可用碘量法测定，当pH≤2.0时，ClO₂^-能被I^-完全还原成Cl^-，写出反应的离子方程式ClO₂^-+4H⁺+4I^-=Cl^-+2I₂+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）依据等物质的量的ClO₂（还原产物为Cl^-）、O₃（1mol O₃转化为1mol O₂和1mol H₂O），转移电子数目计算；
（2）检验装置气密性，可以形成封闭体系，打开A中活塞，向B中注入水，看水滴的速度；
（3）二氧化硫有毒，需要进行尾气处理，能够与氢氧化钠溶液反应，可以用氢氧化钠溶液吸收；
装置D中发生反应：2ClO₂+H₂O₂+2NaOH═2NaClO₂+2H₂O+O₂为气体体积减小的反应，D中压强容易发生倒吸，据此判断E作用；实验室制备二氧化硫不能用浓硫酸，太浓的硫酸不利于电离出氢离子，也不能用浓度太低的硫酸，因为二氧化硫易溶于水，太稀的硫酸会溶解更多二氧化硫，不利于二氧化硫的逸出；
（4）氯酸钠与二氧化硫发生氧化还原反应生成二氧化氯和硫酸钠；
（5）依据亚硫酸根离子能够与钡离子反应生成亚硫酸钡沉淀，亚硫酸根离子能够与盐酸反应生成二氧化硫气体解答；
（6）根据题意ClO₂^-与I^-反应在酸性条件进行，产物为I₂和Cl^-，根据质量守恒可写出离子方程式；

解答 解：（1）ClO₂、O₃常被用作消毒剂，等物质的量的ClO₂（还原产物为Cl^-）、O₃（1mol O₃转化为1mol O₂和1mol H₂O），都取1molClO₂、O₃，则1molClO₂转化1molCl^-，得到5mol电子；1mol O₃转化为1mol O₂和1mol H₂O）得到2mol电子，则二者消毒效率之比为：5：2；
故答案为：5：2；
（2）组装好仪器后，检查该装置的气密性的方法是：关闭两个弹簧夹，打开A中活塞，向B中注入水，水滴的速度逐渐变慢，最后停止滴入，说明气密性良好；
故答案为：关闭两个弹簧夹，打开A中活塞，向B中注入水，水滴的速度逐渐变慢，最后停止滴入，说明气密性良好；
（3）二氧化硫有毒，需要进行尾气处理，能够与氢氧化钠溶液反应，可以用氢氧化钠溶液吸收，所以F中盛有氢氧化钠溶液；
装置D中发生反应：2ClO₂+H₂O₂+2NaOH═2NaClO₂+2H₂O+O₂为气体体积减小的反应，D中压强容易发生倒吸，所以装置E可以防止倒吸的发生，做安全瓶；
装置A盛装的是70%～80%的硫酸，不能用较浓的硫酸或较稀的硫酸，原因是太浓的硫酸不利于电离出氢离子，太稀的硫酸会溶解更多二氧化硫，不利于二氧化硫的逸出；
故答案为：氢氧化钠溶液；安全瓶；太浓的硫酸不利于电离出氢离子，太稀的硫酸会溶解更多二氧化硫，不利于二氧化硫的逸出；
（4）氯酸钠与二氧化硫发生氧化还原反应生成二氧化氯和硫酸钠，化学方程式：2NaClO₃+SO₂═2ClO₂+Na₂SO₄；
故答案为：2NaClO₃+SO₂═2ClO₂+Na₂SO₄；
（5）亚硫酸根离子能够与钡离子反应生成亚硫酸钡沉淀，亚硫酸根离子能够与盐酸反应生成二氧化硫气体，所以检验方法：取适量D中的溶液于试管中，加入Ba（OH）₂溶液产生白色沉淀，过滤，向白色沉淀中加入稀盐酸，产生气体证明含有亚硫酸钠；
故答案为：取适量D中的溶液于试管中，加入Ba（OH）₂溶液产生白色沉淀，过滤，向白色沉淀中加入稀盐酸，产生气体证明含有亚硫酸钠；
（6）ClO₂^-与I^-反应在酸性条件进行，产物为I₂和Cl^-，根据质量守恒可写出离子方程式为：ClO₂^-+4H⁺+4I^-=Cl^-+2I₂+2H₂O，
故答案为：ClO₂^-+4H⁺+4I^-=Cl^-+2I₂+2H₂O；

点评 本题考查了亚氯酸钠（NaClO₂）的制备，明确二氧化硫的制备原理及氧化还原反应规律是解题关键，题目难度较大．