Question

20．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B、D的名称分别是分液漏斗、．
（2）打开B的活塞，A中制得ClO₂和Cl₂，写出该反应的化学反应方程式：2NaClO₃+4HCl=2ClO₂+Cl₂+2NaCl+2H₂O
（3）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”）．
（4）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．
（5）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．在虚线框中F装置上面的导管应选图2中的b．

Answer 1

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；
（3）为使ClO₂在D中被稳定剂充分吸收，产生ClO₂的速率要慢；
（4）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；
（5）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；考虑到气体要与溶液充分接触且尾气易排出，应选择长进短出的装置；

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：分液漏斗；锥形瓶；
（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，故答案为：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；
（3）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：慢；
（4）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；
（5）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，为确保气体顺利流通，应选择b装置；
故答案为：4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；检验是否有ClO₂生成；b．

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，难度中等．