Question

20．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B的名称是：分液漏斗，请在方框中画出F中缺少的部分．
（2）打开B的活塞，A中氯酸钠和稀盐酸混和产生Cl₂和ClO₂，写出反应化学方程式：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；调节分液漏斗B的旋塞，减缓稀盐酸滴加速度的作用是为使ClO₂在D中被稳定剂充分吸收．
（3）关闭B的活塞，ClO₂在D中被稳定剂完全吸收生成1.81g NaClO₂，此时F中溶液的颜色不变，则装置C中装的药品的作用是：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．
（5）在ClO₂释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，理论上产生ClO₂ 在标准状况下的体积为0.36L （保留两位小数）； 此时装置F的作用是：检验是否有ClO₂生成．
（6）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2所示，若将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是II，（选填“I”或“II”）理由是：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）仪器B的名称是：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；
（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；
（5）1.81g NaClO₂的物质的量为：$\frac{1.81g}{90.5mol/L}$=0.02mol，由关系式：5ClO₂^-～～4ClO₂↑，求二氧化氯的体积；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；
（6）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B的名称是：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，所以方框中画出F中缺少的部分为：．
故答案为：分液漏斗；；

（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；为使ClO₂在D中被稳定剂充分吸收；

（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，
故答案为：4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；

（5）1.81g NaClO₂的物质的量为：$\frac{1.81g}{90.5mol/L}$=0.02mol，由关系式：5ClO₂^-～4ClO₂↑，所以V=$\frac{0.02×4}{5}$×22.4=0.36L，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：0.36L；检验是否有ClO₂生成；
（6）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：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．