Question

8．ClO₂在常温下是一种黄绿色有刺激性气味的气体，熔点：-59℃，沸点：11.0℃，易溶于水．工业上用稍潮湿的KClO₃，和草酸（H₂C₂O₄）在60℃时反应制得，某学生拟用图1所示装置模拟工业制取并收集ClO₂．

（1）A装罝必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还要的玻璃仪器有烧杯、温度计．
（2）B装置必须放在冰水浴中，其原因是使ClO₂充分冷凝，减少挥发．
（3）反应后在装置C中可得NaClO₂溶液．已知：（1）NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO₂•3H₂O，在温度高于38℃时析出的晶体是NaClO₂，在温度髙于60℃时NaClO₂，分解生成NaClO₃和NaCl．（2）NaClO₂的溶解度曲线如图2所示．请补充从NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶体的操作步骤：
①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③洗涤；④低于60℃干燥；得到成品．
（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5ClO₂^-+4H⁺═Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O．
（5））用ClO₂处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐．若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是D（填序号）．
A．明矾     B．碘化钾      C．盐酸     D．硫酸亚铁
（6）利用ClO₂氧化氮氧化物的反应过程如下：
NO$→_{反应Ⅰ}^{ClO_{2}}$NO₂$→_{反应Ⅱ}^{Na_{2}SO_{3}水溶液}$无污染气体
反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ClO₂+H₂O═NO₂+HNO₃+HCl，反应Ⅱ的离子方程式为2NO₂+4SO₃^2-═N₂+4SO₄^2-．

Answer 1

分析 （1）装置A中稍潮湿的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃时反应生成K₂CO₃、ClO₂和CO₂，反应需要可知反应的温度在60°C，需要温度计；
（2）二氧化氯的熔点较低，为收集二氧化氯，应在较低温度下进行；
（3）从溶液中制取溶质，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法；
（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）亚氯酸盐具有氧化性，Fe²⁺将ClO₂^-还原成Cl^-，Fe²⁺ 被氧化为铁离子；
（6）根据流程反应Ⅱ为二氧化氮将亚硫酸钠氧化成硫酸钠，本身被还原成氮气，据此书写离子方程式．

解答 解：（1）反应装置A中的玻璃仪器除酒精灯、烧杯外，还需要可知反应的温度，需要温度计，故答案为：温度计；
（2）二氧化氯的熔点较低，为收集二氧化氯，应在较低温度下进行，所以应该采用冰水浴，
故答案为：使ClO₂充分冷凝，减少挥发；
（3）从NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶体的操作步骤：①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③用38℃～60℃热水洗涤；④低于60℃干燥；得到成品；
故答案为：趁热过滤；低于60℃干燥；
（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：5ClO₂^-+4H⁺═Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；
（5）若要除去超标的亚氯酸盐，AC均不能还原亚氯酸盐，B中KI具有还原性但氧化产物不适合饮用水使用，只有D中Fe²⁺将ClO₂^-还原成Cl^-，Fe²⁺ 被氧化为铁离子，且铁离子水解生成胶体可净化饮用水，则最适宜的是D，
故答案为：D；
（6）根据流程反应Ⅱ为二氧化氮将亚硫酸钠氧化成硫酸钠，本身被还原成氮气，离子方程式为：2NO₂+4SO₃^2-═N₂+4SO₄^2-，故答案为：2NO₂+4SO₃^2-═N₂+4SO₄^2-．

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．