Question

8．ClO₂在常溫下是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，熔點：-59℃，沸點：11.0℃，易溶于水．工業(yè)上用稍潮濕的KClO₃，和草酸（H₂C₂O₄）在60℃時反應制得，某學生擬用圖1所示裝置模擬工業(yè)制取并收集ClO₂．

（1）A裝罝必須添加溫度控制裝置，除酒精燈外，還要的玻璃儀器有燒杯、溫度計．
（2）B裝置必須放在冰水浴中，其原因是使ClO₂充分冷凝，減少揮發(fā)．
（3）反應后在裝置C中可得NaClO₂溶液．已知：（1）NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO₂•3H₂O，在溫度高于38℃時析出的晶體是NaClO₂，在溫度髙于60℃時NaClO₂，分解生成NaClO₃和NaCl．（2）NaClO₂的溶解度曲線如圖2所示．請補充從NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶體的操作步驟：
①減壓，55℃蒸發(fā)結晶；②趁熱過濾；③洗滌；④低于60℃干燥；得到成品．
（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5ClO₂^-+4H⁺═Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O．
（5））用ClO₂處理過的飲用水會含有一定量的亞氯酸鹽．若要除去超標的亞氯酸鹽，下列物質最適宜的是D（填序號）．
A．明礬     B．碘化鉀      C．鹽酸     D．硫酸亞鐵
（6）利用ClO₂氧化氮氧化物的反應過程如下：
NO$→_{反應Ⅰ}^{ClO_{2}}$NO₂$→_{反應Ⅱ}^{Na_{2}SO_{3}水溶液}$無污染氣體
反應Ⅰ的化學方程式為2NO+ClO₂+H₂O═NO₂+HNO₃+HCl，反應Ⅱ的離子方程式為2NO₂+4SO₃^2-═N₂+4SO₄^2-．

Answer 1

分析 （1）裝置A中稍潮濕的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃時反應生成K₂CO₃、ClO₂和CO₂，反應需要可知反應的溫度在60°C，需要溫度計；
（2）二氧化氯的熔點較低，為收集二氧化氯，應在較低溫度下進行；
（3）從溶液中制取溶質，一般采用蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌、干燥的方法；
（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）亞氯酸鹽具有氧化性，F(xiàn)e²⁺將ClO₂^-還原成Cl^-，F(xiàn)e²⁺ 被氧化為鐵離子；
（6）根據(jù)流程反應Ⅱ為二氧化氮將亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉，本身被還原成氮氣，據(jù)此書寫離子方程式．

解答 解：（1）反應裝置A中的玻璃儀器除酒精燈、燒杯外，還需要可知反應的溫度，需要溫度計，故答案為：溫度計；
（2）二氧化氯的熔點較低，為收集二氧化氯，應在較低溫度下進行，所以應該采用冰水浴，
故答案為：使ClO₂充分冷凝，減少揮發(fā)；
（3）從NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶體的操作步驟：①減壓，55℃蒸發(fā)結晶；②趁熱過濾；③用38℃～60℃熱水洗滌；④低于60℃干燥；得到成品；
故答案為：趁熱過濾；低于60℃干燥；
（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：5ClO₂^-+4H⁺═Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；
（5）若要除去超標的亞氯酸鹽，AC均不能還原亞氯酸鹽，B中KI具有還原性但氧化產(chǎn)物不適合飲用水使用，只有D中Fe²⁺將ClO₂^-還原成Cl^-，F(xiàn)e²⁺ 被氧化為鐵離子，且鐵離子水解生成膠體可凈化飲用水，則最適宜的是D，
故答案為：D；
（6）根據(jù)流程反應Ⅱ為二氧化氮將亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉，本身被還原成氮氣，離子方程式為：2NO₂+4SO₃^2-═N₂+4SO₄^2-，故答案為：2NO₂+4SO₃^2-═N₂+4SO₄^2-．

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，難度中等．