Question

2．二氧化氯（ClO₂）是一种高效消毒剂，沸点为11℃．用氯酸钾粉末与草酸在60℃时反应可生成二氧化氯等物质，实验装置如图所示：
（1）装置A中还应安装的玻璃仪器是温度计，装置B用冰水浴的原因是常温下二氧化氯为气态．
（2）装置A中产物有K₂CO₃、ClO₂和CO₂等，请写出该反应的化学方程式：2KClO₃+H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;60℃\;}}{\;}$K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O．
（3）①实验过程中，装置C中少量的ClO₂与NaOH溶液反应产生两种钠盐，且物质的量之比为1：1，其中一种为NaClO₂，写出装置C中生成这两种钠盐的离子方程式：2ClO₂+2OH^-=ClO₂^-+ClO₃^-+H₂O．
②饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体NaClO₂．3H₂O，在温度高于38℃时析出晶体NaClO₂．请补充从NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶体的操作步骤：
a．蒸发结晶；b．趁热过滤；c．洗涤；d．干燥．
（4）还可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO₂．用H₂O₂作还原剂制备ClO₂更受欢迎，其主要原因是H₂O₂作还原剂时氧化产物为O₂，而盐酸作还原剂时产生大量Cl₂，污染环境．

Answer 1

分析 （1）二氧化氯（ClO₂）沸点为11℃，用氯酸钾粉末与草酸在60℃时反应可生成二氧化氯等物质，装置A必须添加温度控制装置；ClO₂的沸点低，用冰水可以使ClO₂冷凝为液体；
（2）KClO₃和草酸发生氧化还原反应生成ClO₂、K₂CO₃、CO₂和H₂O；
（3）①根据ClO₂在碱溶液中发生岐化其氧化产物和还原产物的物质的量比为1：1，可知Cl的化合物由+4变为+3和+5，还原产物为NaClO₂，氧化产物为NaClO₃；
②NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶体的操作步骤：蒸发结晶、趁热过滤；
（4）H₂O₂作还原剂时氧化产物为O₂，不会产生环境污染．

解答 解：（1）二氧化氯（ClO₂）沸点为11℃，用氯酸钾粉末与草酸在60℃时反应可生成二氧化氯等物质，装置A必须添加温度控制装置，故装置A中还应安装的玻璃仪器是温度计；装置B用冰水浴的原因是ClO₂的沸点：11.0℃，沸点低，用冰水可以使ClO₂冷凝为液体，收集在试管中或常温下二氧化氯为气态
故答案为：温度计；常温下二氧化氯为气态；
（2）KClO₃和草酸发生氧化还原反应生成ClO₂、K₂CO₃、CO₂和H₂O，反应的化学方程式为2KClO₃+H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;60℃\;}}{\;}$K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O，
故答案为：2KClO₃+H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;60℃\;}}{\;}$K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O；
（3）①根据ClO₂在碱溶液中发生岐化其氧化产物和还原产物的物质的量比为1：1，可知Cl的化合物由+4变为+3和+5，还原产物为NaClO₂，氧化产物为NaClO₃，
因此化学方程式为：2ClO₂+2OH^-=ClO₂^-+ClO₃^-+H₂O，
故答案为：2ClO₂+2OH^-=ClO₂^-+ClO₃^-+H₂O；
②NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶体的操作步骤：蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥，
故答案为：蒸发结晶； 趁热过滤；
（4）还可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO₂．用H₂O₂作还原剂制备ClO₂更受欢迎，其主要原因是H₂O₂作还原剂时氧化产物为O₂，而盐酸作还原剂时产生大量Cl₂，不会产生环境污染，
故答案为：H₂O₂作还原剂时氧化产物为O₂，而盐酸作还原剂时产生大量Cl₂，污染环境．

点评 本题以氯及其化合物的性质考查氧化还原反应及物质的制备实验，把握习题中的信息及知识迁移应用为解答的关键，侧重学生综合应用能力及信息抽取和分析能力的考查，题目难度中等．