Question

9．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D的名称是锥形瓶，仪器E的名称是分液漏斗．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，这个反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为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和稳定剂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是稳定剂Ⅱ

Answer 1

分析 装置A中盛放NaClO₃溶液，装置B盛放稀盐酸，两者发生反应：2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O，装置C的作用是吸收Cl₂，除去氯气，ClO₂在装置D中被稳定剂完全吸收生成NaClO₂，在酸性条件下NaClO₂可发生反应4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O生成NaCl并释放出ClO₂，装置F检验二氧化氯中氯气是否完全被装置C吸收．
（1）根据仪器特征，可知仪器D是锥形瓶；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）根据在反应物中，化合价降低的物质是氧化剂，化合价升高的物质是还原剂来分析解答；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D是锥形瓶；仪器E带有球形特征且带有玻璃活塞，为分液漏斗，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：锥形瓶；分液漏斗；b；
（2）2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O反应中，2HCl→Cl₂，-1价的氯元素化合价升高到0价，所以4HCl中2HCl是还原剂，2NaClO₃→2ClO₂，+5价的氯元素的化合价降低到+4价，所以NaClO₃作氧化剂；所以该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：2=1：1，为使ClO₂在D中被稳定剂充分吸收，产生ClO₂的速率要慢，故滴加稀盐酸的速度要慢，
故答案为：1：1；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，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；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．

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．