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6.ClO2与Cl2 的氧化性相近,常温下均为气体,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的名称球形干燥管,安装F 中导管时应选用图2 中的b(填“a”或“b”).
(2)打开B的活塞,A 中产生Cl2 和ClO2,反应化学方程式2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O;为使ClO2在D 中被稳定剂充分吸收,可采取的措施是调节分液漏斗B的旋塞,减缓(慢)稀盐酸滴加速度?
(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 的作用是检验是否有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图3 所示,若将其用于水果保鲜,你认为效果较好的稳定剂的保鲜原因是稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度?

分析 (1)根据仪器特征,可知仪器C是球形干燥管;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)根据电子转移守恒和原子守恒书写氯酸钠和稀盐酸混和产生Cl2和ClO2的反应化学方程式,为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,产生ClO2的速率要慢;
(3)F装置中发生Cl2+2KI=2KCl+I2时,碘遇淀粉变蓝,而F中溶液的颜色不变,说明Cl2被吸收;
(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,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)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)根据仪器特征,可知仪器C是球形干燥管;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:球形干燥管;b;
(2)氯酸钠和稀盐酸混和产生Cl2和ClO2,NaClO3中氯为+5价被还原成ClO2中+4价,盐酸中氯为-1价,被氧化成0价氯,转移电子数为2,所以NaClO3、ClO2前系数为2,Cl2前系数为1,反应化学方程式:2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,:为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,产生ClO2的速率要慢,故滴加稀盐酸的速度要慢,即调节分液漏斗B的旋塞,减缓(慢)稀盐酸滴加速度,
故答案为:2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O;调节分液漏斗B的旋塞,减缓(慢)稀盐酸滴加速度;
(3)F装置中发生Cl2+2KI=2KCl+I2时,碘遇淀粉变蓝,而F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是吸收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;检验是否有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,为高频考点,把握实验基本操作、装置的作用及物质的性质等为解答的关键,注意根据问题进行制备流程分析,题目难度中等.

练习册系列答案
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16.葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质.葡萄糖酸钙可通过以下反应制得:
C6H12O6(葡萄糖)+Br2+H2O→C6H12O7(葡萄糖酸)+2HBr
2C6H12O7(葡萄糖酸)+CaCO3→Ca(C6H11O72(葡萄糖酸钙)+H2O+CO2
相关物质的溶解性见下表:
物质名称葡萄糖酸钙葡萄糖酸溴化钙氯化钙
水中的溶解性可溶于冷水、易溶于热水可溶易溶易溶
乙醇中的溶解性微溶微溶可溶可溶
实验流程如下:
C2H12O6溶液$\stackrel{滴加3%溴水/55℃}{→}$$→_{②}^{过量CaCO_{3}/70℃}$$→_{③}^{赵热过滤}$$→_{④}^{乙醇}$悬浊液$→_{⑤}^{抽滤}$$→_{⑥}^{洗涤}$$→_{⑦}^{干燥}$Ca(C6H11O72
请回答下列问题:
(1)第①步中溴水氧化葡萄糖时,下列装置最适合的是:B.

制备葡萄糖酸钙的过程中,葡萄糖的氧化也可用其它试剂,下列物质中最适合的是C.
A.新制Cu(OH)2悬浊液         B.酸性KMnO4溶液
C.O2/葡萄糖氧化酶           D.[Ag(NH32]OH 溶液
(2)第②步充分反应后CaCO3固体需有剩余,其目的是提高葡萄糖酸的转化率;本实验中不宜用CaCl2替代CaCO3,理由是氯化钙难以与葡萄糖酸直接反应得到葡萄糖酸钙,且易引入杂质,不易分离.
(3)第③步需趁热过滤,其原因是葡萄糖酸钙冷却后会结晶析出,如不趁热过滤会损失产品.
(4)第④步加入乙醇的作用是降低葡萄糖酸钙溶解度,使其结晶析出.
(5)第⑥步中,下列洗涤剂最合适的是D.
A.冷水        B.热水        C.乙醇        D.乙醇-水混合溶液.

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