Question

20．ClO₂與Cl₂的氧化性相近，常溫下均為氣體，在自來水消毒和果蔬保鮮等方面應用廣泛．某興趣小組通過圖1裝置（夾持裝置略）對其制備、吸收、釋放和應用進行了研究．

（1）儀器B的名稱是：分液漏斗，請在方框中畫出F中缺少的部分．
（2）打開B的活塞，A中氯酸鈉和稀鹽酸混和產(chǎn)生Cl₂和ClO₂，寫出反應化學方程式：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；調節(jié)分液漏斗B的旋塞，減緩稀鹽酸滴加速度的作用是為使ClO₂在D中被穩(wěn)定劑充分吸收．
（3）關閉B的活塞，ClO₂在D中被穩(wěn)定劑完全吸收生成1.81g NaClO₂，此時F中溶液的顏色不變，則裝置C中裝的藥品的作用是：吸收Cl₂．
（4）已知在酸性條件下NaClO₂可發(fā)生反應生成NaCl并釋放出ClO₂，該反應的離子方程式為：4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O．
（5）在ClO₂釋放實驗中，打開E的活塞，D中發(fā)生反應，理論上產(chǎn)生ClO₂ 在標準狀況下的體積為0.36L （保留兩位小數(shù)）； 此時裝置F的作用是：檢驗是否有ClO₂生成．
（6）已吸收ClO₂氣體的穩(wěn)定劑Ⅰ和Ⅱ，加酸后釋放ClO₂的濃度隨時間的變化如圖2所示，若將其用于水果保鮮，你認為效果較好的穩(wěn)定劑是II，（選填“I”或“II”）理由是：穩(wěn)定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO₂，能較長時間維持保鮮所需的濃度．

Answer 1

分析 （1）儀器B的名稱是：分液漏斗；F裝置應是Cl₂和KI反應，還需要連接尾氣處理裝置，所以應長管進氣，短管出氣；
（2）根據(jù)電子轉移守恒和原子守恒書寫氯酸鈉和稀鹽酸混和產(chǎn)生Cl₂和ClO₂的反應化學方程式，為使ClO₂在D中被穩(wěn)定劑充分吸收，產(chǎn)生ClO₂的速率要慢；
（3）F裝置中發(fā)生Cl₂+2KI=2KCl+I₂時，碘遇淀粉變藍，而F中溶液的顏色不變，說明Cl₂被吸收；
（4）在酸性條件下NaClO₂可發(fā)生反應生成NaCl并釋放出ClO₂，根據(jù)元素守恒可知應還有水生成，該反應的離子方程式為4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；
（5）1.81g NaClO₂的物質的量為：$\frac{1.81g}{90.5mol/L}$=0.02mol，由關系式：5ClO₂^-～～4ClO₂↑，求二氧化氯的體積；在ClO₂釋放實驗中，打開E的活塞，D中發(fā)生反應，則裝置F的作用是驗證是否有ClO₂ 生成；
（6）由圖可知，穩(wěn)定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO₂，能較長時間維持保鮮所需的濃度．

解答 解：（1）儀器B的名稱是：分液漏斗；F裝置應是Cl₂和KI反應，還需要連接尾氣處理裝置，所以應長管進氣，短管出氣，所以方框中畫出F中缺少的部分為：．
故答案為：分液漏斗；；

（2）氯酸鈉和稀鹽酸混和產(chǎn)生Cl₂和ClO₂，NaClO₃中氯為+5價被還原成ClO₂中+4價，鹽酸中氯為-1價，被氧化成0價氯，轉移電子數(shù)為2，所以NaClO₃、ClO₂前系數(shù)為2，Cl₂前系數(shù)為1，反應化學方程式：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O，為使ClO₂在D中被穩(wěn)定劑充分吸收，產(chǎn)生ClO₂的速率要慢，故滴加稀鹽酸的速度要慢，即調節(jié)分液漏斗B的旋塞，減緩（慢）稀鹽酸滴加速度，
故答案為：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；為使ClO₂在D中被穩(wěn)定劑充分吸收；

（3）F裝置中發(fā)生Cl₂+2KI=2KCl+I₂時，碘遇淀粉變藍，而F中溶液的顏色不變，則裝置C的作用是吸收Cl₂，
故答案為：吸收Cl₂；

（4）在酸性條件下NaClO₂可發(fā)生反應生成NaCl并釋放出ClO₂，根據(jù)元素守恒可知應還有水生成，該反應的離子方程式為：4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O，
故答案為：4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；

（5）1.81g NaClO₂的物質的量為：$\frac{1.81g}{90.5mol/L}$=0.02mol，由關系式：5ClO₂^-～4ClO₂↑，所以V=$\frac{0.02×4}{5}$×22.4=0.36L，在ClO₂釋放實驗中，打開E的活塞，D中發(fā)生反應，則裝置F的作用是驗證是否有ClO₂ 生成，故答案為：0.36L；檢驗是否有ClO₂生成；
（6）由圖可知，穩(wěn)定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO₂，能較長時間維持保鮮所需的濃度，所以穩(wěn)定劑Ⅱ好，故答案為：II；穩(wěn)定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO₂，能較長時間維持保鮮所需的濃度．

點評 本題以ClO₂的制備、吸收、釋放為載體，考查實驗制備方案設計、基本操作、對裝置及操作的分析評價等，注意根據(jù)問題進行制備流程分析，題目難度中等．