Question

【題目】在目前市面上防護新冠病毒的消毒劑中，二氧化氯消毒劑是相對高效更安全的產(chǎn)品。二氧化氯的熔點為，沸點為，易溶于水但不與水反應，在生產(chǎn)和使用時必須用空氣、二氧化碳、氮氣等“惰性”氣體進行稀釋，但溫度過高、氣相濃度過大時均易發(fā)生爆炸。工業(yè)上用稍潮濕的和草酸在時反應制得（如下圖所示），在裝置內(nèi)用冷水吸收。

（1）裝置A中發(fā)生反應：（未配平），當生成時，同時產(chǎn)生標準狀況下的體積是______。

（2）實驗時，對A裝置進行加熱操作還需要的玻璃儀器有酒精燈、_____、_______。

（3）本實驗哪些設計從實驗安全角度考慮______。（填2條）

（4）裝置D中，與溶液反應可生成兩種鹽，且二者物質的量之比為，其中一種是。

①寫出與溶液反應的離子方程式_______。

②已知飽和溶液隨溫度變化情況如下圖：

從溶液中獲得晶體的操作步驟為：減壓蒸發(fā)結晶→______→______→干燥，得到成品。（選擇合適的操作編號填空）

A.冷卻到室溫后，過濾 B.趁熱過濾 C.常溫洗滌 D.冰水洗滌 E.的溫水洗滌

采用減壓蒸發(fā)的原因是_____。

（5）如果以單位質量的氧化劑所得到的電子數(shù)來表示消毒效率，那么，、、三種消毒殺菌劑的消毒效率由小到大的順序是____（填化學式）。

Answer 1

【答案】336 （大）燒杯 溫度計 反應中生成的二氧化碳有稀釋作用；用冷水吸收，防止溫度高；裝置防倒吸。（水浴加熱，防止溫度過高）。（合理答案即給分） （減壓可降低沸點，較低溫度下蒸發(fā)），避免晶體高溫分解成和

【解析】

根據(jù)題干信息，結合實驗裝置分析可知，A裝置為潮濕的KClO3和草酸在加熱至60℃的條件下制取ClO2的裝置，B為防倒吸裝置，C裝置用冷水吸收ClO2，D裝置可吸收過量的ClO2，據(jù)此分析解答。

(1)裝置A中發(fā)生反應，反應中KClO3為氧化劑，1molKClO3失去1mol電子生成ClO2，H2C2O4作還原劑，1molH2C2O4得到2mol電子，因此，根據(jù)得失電子守恒，可將方程式配平為，則當生成0.03molClO2時，產(chǎn)生0.015molCO2，標準狀況下的體積為0.015mol×22.4L/mol=0.336L=336mL，故答案為：336；

(2)根據(jù)上述分析可知，A裝置為潮濕的KClO3和草酸在加熱至60℃的條件下制取ClO2的裝置，加熱時可采用水浴加熱，因此對A裝置進行加熱操作還需要的玻璃儀器有酒精燈、燒杯和溫度計，故答案為：燒杯(大)；溫度計；

(3)本實驗中，水浴加熱可防止溫度過高，由于ClO2易溶于水，所以B是防倒吸裝置，C裝置用冷水吸收ClO2可防止溫度高ClO2揮發(fā)，同時反應中生成的二氧化碳對氣體有稀釋作用，故答案為：反應中生成的二氧化碳有稀釋作用；用冷水吸收，防止溫度高；裝置防倒吸。（水浴加熱，防止溫度過高）。（合理答案即可）；

(4)①根據(jù)已知信息，ClO2與NaOH溶液反應可生成兩種鹽，且二者物質的量之比為1：1，其中一種是NaClO2，反應為歧化反應，則另一種鹽是NaClO3，離子方程式為，故答案為：；

②根據(jù)飽和NaClO2溶液隨溫度變化情況圖分析可知，當溫度低于38℃時，會析出NaClO2·3H2O，當溫度高于60℃時，NaClO2會分解為NaCl和NaClO3，因此，為避免晶體高溫分解成NaCl和NaClO3，從溶液中經(jīng)減壓蒸發(fā)結晶獲得NaClO2晶體后，過濾后需要在38～60℃的溫水進行洗滌，最后干燥得到成品，故答案為：B；E；(減壓可降低沸點，較低溫度下蒸發(fā))，避免晶體高溫分解成NaCl和NaClO3；

(5)ClO2在氯元素有+4價降低為-1價，則1molClO2轉移電子5mol，消毒效率為5/67.5=1/15.5，1mol Na2FeO4轉移電子為3mol，消毒效率為3/166，1molCl2轉移電子為2mol，消毒效率為2/71，三種消毒殺菌劑的消毒效率由大到小的順序為：ClO2＞Cl2＞Na2FeO4，故答案為：Na2FeO4＜Cl2＜ClO2。