Question

4．ClO₂作為一種廣譜型的消毒劑，將逐漸用來取代Cl₂成為自來水的消毒劑．已知ClO₂是一種易溶于水而難溶于有機(jī)溶劑的氣體，實(shí)驗(yàn)室制備ClO₂的原理是用亞氯酸鈉固體與純凈的氯氣反應(yīng) 2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl
如圖1是實(shí)驗(yàn)室用于制備和收集一定量純凈的ClO₂的裝置（某些夾持裝置和墊持用品省略）．其中E中盛有CCl₄液體．

（1）儀器P的名稱是分液漏斗
（2）寫出裝置A中燒瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
（3）E裝置中所盛試劑的作用是用于除去ClO₂中未反應(yīng)的Cl₂
（4）F處應(yīng)選用的收集裝置是圖2②（填序號），其中與E裝置導(dǎo)管相連的導(dǎo)管口是圖2d（填接口字母）．
（5）以下是尾氣吸收裝置，能用于吸收多余ClO₂氣體，并能防止倒吸的裝置的是如圖3的D
A．①②B．②③C．③④D．②④
（6）若用100mL 2mol•L^-1的濃鹽酸與足量的MnO₂制備Cl₂，則被氧化的HCl的物質(zhì)的量是C（填序號）．
A．＞0.1mol        B.0.1molC．＜0.1mol        D．無法判斷．
（7）ClO₂也可由NaClO₃在H₂SO₄溶液存在下與Na₂SO₃反應(yīng)制得．請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺═2ClO₂+SO₄^2-+H₂O．

Answer 1

分析 由實(shí)驗(yàn)裝置可知，A中制備氯氣，B中除去HCl，C干燥氯氣，D中發(fā)生2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl，ClO₂是一種易溶于水而難溶于有機(jī)溶劑的氣體，E中盛有CCl₄液體，E吸收ClO₂中的Cl₂，F(xiàn)收集氣體，G為緩沖裝置可防止倒吸，最后連接尾氣處理裝置．
（1）由圖可知，P為分液漏斗；
（2）A中濃鹽酸與二氧化錳加熱生成氯氣；
（3）E裝置可除去雜質(zhì)；
（4）ClO₂的密度比空氣密度大，且與后面的裝置連接；
（5）尾氣吸收裝置，能用于吸收多余ClO₂氣體，并能防止倒吸，則氣體與液體不能直接接觸；
（6）濃鹽酸與足量的MnO₂制備Cl₂，隨反應(yīng)的進(jìn)行，濃度變小，稀鹽酸與二氧化錳不反應(yīng)；
（7）NaClO₃在H₂SO₄溶液存在下與Na₂SO₃反應(yīng)，生成Na₂SO₄、ClO₂、H₂O．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和MnO₂在加熱條件下反應(yīng)制備Cl₂，濃鹽酸應(yīng)盛裝在分液漏斗中，則P為分液漏斗，故答案為：分液漏斗；
（2）濃鹽酸和MnO₂在加熱條件下反應(yīng)制備Cl₂，反應(yīng)的方程式為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）ClO₂是一種易溶于水而難溶于有機(jī)溶劑的氣體，生成的ClO₂中混有氯氣，氯氣易溶于四氯化碳，為制備純凈干燥的ClO₂，使用四氯化碳來除去氯氣，
故答案為：用于除去ClO₂中未反應(yīng)的Cl₂；
（4）ClO₂是一種易溶于水的氣體，且密度比空氣大，應(yīng)用向上排空氣法收集，且進(jìn)行尾氣處理，故用雙孔橡皮塞，
故答案為：②；d；
（5）ClO₂是一種易溶于水的氣體，尾氣吸收時(shí)要防止倒吸，導(dǎo)氣管不能插入到液面以下，②④符合，
故答案為：D；
（6）濃鹽酸在加熱條件下與二氧化錳發(fā)生氧化還原反應(yīng)，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸濃度變稀時(shí)，不與二氧化錳反應(yīng)，根據(jù)MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O可知，若用100mL 2mol•L^-1的濃鹽酸與足量的MnO₂制備Cl₂，則被氧化的HCl的物質(zhì)的量＜0.1mol，
故答案為：C；
（7）KClO₃在H₂SO₄存在下與Na₂SO₃反應(yīng)，SO₃^2-被氧化成SO₄^2-，由電子、電荷守恒可知該離子反應(yīng)為2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺═2ClO₂+SO₄^2-+H₂O，
故答案為：2ClO₃^-+SO₃^2-+2H⁺═2ClO₂+SO₄^2-+H₂O．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握制備原理、發(fā)生的反應(yīng)、實(shí)驗(yàn)裝置的作用、實(shí)驗(yàn)技能為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�注意氧化還原反應(yīng)及習(xí)題信息的應(yīng)用，題目難度不大．