Question

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

（1）儀器B的名稱是：分液漏斗，請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟?huà)出F中缺少的部分．
（2）打開(kāi)B的活塞，A中氯酸鈉和稀鹽酸混和產(chǎn)生Cl₂和ClO₂，寫(xiě)出反應(yīng)化學(xué)方程式：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；調(diào)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(guān)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(shí)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(yīng)生成NaCl并釋放出ClO₂，該反應(yīng)的離子方程式為：4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O．
（5）在ClO₂釋放實(shí)驗(yàn)中，打開(kāi)E的活塞，D中發(fā)生反應(yīng)，理論上產(chǎn)生ClO₂ 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.36L （保留兩位小數(shù)）； 此時(shí)裝置F的作用是：檢驗(yàn)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(shí)間的變化如圖2所示，若將其用于水果保鮮，你認(rèn)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(zhǎng)時(shí)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(yīng)是Cl₂和KI反應(yīng)，還需要連接尾氣處理裝置，所以應(yīng)長(zhǎng)管進(jìn)氣，短管出氣；
（2）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒和原子守恒書(shū)寫(xiě)氯酸鈉和稀鹽酸混和產(chǎn)生Cl₂和ClO₂的反應(yīng)化學(xué)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(shí)，碘遇淀粉變藍(lán)，而F中溶液的顏色不變，說(shuō)明Cl₂被吸收；
（4）在酸性條件下NaClO₂可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO₂，根據(jù)元素守恒可知應(yīng)還有水生成，該反應(yīng)的離子方程式為4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；
（5）1.81g NaClO₂的物質(zhì)的量為：$\frac{1.81g}{90.5mol/L}$=0.02mol，由關(guān)系式：5ClO₂^-～～4ClO₂↑，求二氧化氯的體積；在ClO₂釋放實(shí)驗(yàn)中，打開(kāi)E的活塞，D中發(fā)生反應(yīng)，則裝置F的作用是驗(yàn)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(zhǎng)時(shí)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(yīng)是Cl₂和KI反應(yīng)，還需要連接尾氣處理裝置，所以應(yīng)長(zhǎng)管進(jìn)氣，短管出氣，所以方框中畫(huà)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(jià)被還原成ClO₂中+4價(jià)，鹽酸中氯為-1價(jià)，被氧化成0價(jià)氯，轉(zhuǎn)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(yīng)化學(xué)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(diào)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(shí)，碘遇淀粉變藍(lán)，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(yīng)生成NaCl并釋放出ClO₂，根據(jù)元素守恒可知應(yīng)還有水生成，該反應(yīng)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(zhì)的量為：$\frac{1.81g}{90.5mol/L}$=0.02mol，由關(guān)系式：5ClO₂^-～4ClO₂↑，所以V=$\frac{0.02×4}{5}$×22.4=0.36L，在ClO₂釋放實(shí)驗(yàn)中，打開(kāi)E的活塞，D中發(fā)生反應(yīng)，則裝置F的作用是驗(yàn)證是否有ClO₂ 生成，故答案為：0.36L；檢驗(yàn)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(zhǎng)時(shí)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(zhǎng)時(shí)間維持保鮮所需的濃度．

點(diǎn)評(píng) 本題以ClO₂的制備、吸收、釋放為載體，考查實(shí)驗(yàn)制備方案設(shè)計(jì)、基本操作、對(duì)裝置及操作的分析評(píng)價(jià)等，注意根據(jù)問(wèn)題進(jìn)行制備流程分析，題目難度中等．