Question

4．ClO₂作为一种广谱型的消毒剂，将逐渐用来取代Cl₂成为自来水的消毒剂．已知ClO₂是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体，实验室制备ClO₂的原理是用亚氯酸钠固体与纯净的氯气反应 2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl
如图1是实验室用于制备和收集一定量纯净的ClO₂的装置（某些夹持装置和垫持用品省略）．其中E中盛有CCl₄液体．

（1）仪器P的名称是分液漏斗
（2）写出装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
（3）E装置中所盛试剂的作用是用于除去ClO₂中未反应的Cl₂
（4）F处应选用的收集装置是图2②（填序号），其中与E装置导管相连的导管口是图2d（填接口字母）．
（5）以下是尾气吸收装置，能用于吸收多余ClO₂气体，并能防止倒吸的装置的是如图3的D
A．①②B．②③C．③④D．②④
（6）若用100mL 2mol•L^-1的浓盐酸与足量的MnO₂制备Cl₂，则被氧化的HCl的物质的量是C（填序号）．
A．＞0.1mol        B.0.1molC．＜0.1mol        D．无法判断．
（7）ClO₂也可由NaClO₃在H₂SO₄溶液存在下与Na₂SO₃反应制得．请写出反应的化学方程式：2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺═2ClO₂+SO₄^2-+H₂O．

Answer 1

分析 由实验装置可知，A中制备氯气，B中除去HCl，C干燥氯气，D中发生2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl，ClO₂是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体，E中盛有CCl₄液体，E吸收ClO₂中的Cl₂，F收集气体，G为缓冲装置可防止倒吸，最后连接尾气处理装置．
（1）由图可知，P为分液漏斗；
（2）A中浓盐酸与二氧化锰加热生成氯气；
（3）E装置可除去杂质；
（4）ClO₂的密度比空气密度大，且与后面的装置连接；
（5）尾气吸收装置，能用于吸收多余ClO₂气体，并能防止倒吸，则气体与液体不能直接接触；
（6）浓盐酸与足量的MnO₂制备Cl₂，随反应的进行，浓度变小，稀盐酸与二氧化锰不反应；
（7）NaClO₃在H₂SO₄溶液存在下与Na₂SO₃反应，生成Na₂SO₄、ClO₂、H₂O．

解答 解：（1）实验室用浓盐酸和MnO₂在加热条件下反应制备Cl₂，浓盐酸应盛装在分液漏斗中，则P为分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
（2）浓盐酸和MnO₂在加热条件下反应制备Cl₂，反应的方程式为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）ClO₂是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体，生成的ClO₂中混有氯气，氯气易溶于四氯化碳，为制备纯净干燥的ClO₂，使用四氯化碳来除去氯气，
故答案为：用于除去ClO₂中未反应的Cl₂；
（4）ClO₂是一种易溶于水的气体，且密度比空气大，应用向上排空气法收集，且进行尾气处理，故用双孔橡皮塞，
故答案为：②；d；
（5）ClO₂是一种易溶于水的气体，尾气吸收时要防止倒吸，导气管不能插入到液面以下，②④符合，
故答案为：D；
（6）浓盐酸在加热条件下与二氧化锰发生氧化还原反应，但随着反应的进行，盐酸浓度变稀时，不与二氧化锰反应，根据MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O可知，若用100mL 2mol•L^-1的浓盐酸与足量的MnO₂制备Cl₂，则被氧化的HCl的物质的量＜0.1mol，
故答案为：C；
（7）KClO₃在H₂SO₄存在下与Na₂SO₃反应，SO₃^2-被氧化成SO₄^2-，由电子、电荷守恒可知该离子反应为2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺═2ClO₂+SO₄^2-+H₂O，
故答案为：2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺═2ClO₂+SO₄^2-+H₂O．

点评 本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握制备原理、发生的反应、实验装置的作用、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意氧化还原反应及习题信息的应用，题目难度不大．