Question

3．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(yīng)用廣泛．某興趣小組通過圖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C的名稱是：球形干燥管．安裝F中導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)選用圖2中的：b．（填“a”或“b”）
（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(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，可采取的措施是：調(diào)節(jié)分液漏斗B的旋塞，減緩（慢）稀鹽酸滴加速度．
（3）關(guān)閉B的活塞，ClO₂在D中被穩(wěn)定劑完全吸收生成NaClO₂，此時(shí)F中溶液的顏色不變，則裝置C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，在ClO₂釋放實(shí)驗(yàn)中，打開E的活塞，D中發(fā)生反應(yīng)，則裝置F的作用是：檢驗(yàn)是否有ClO₂生成．
（5）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3所示，若將其用于
水果保鮮，你認(rèn)為效果較好的穩(wěn)定劑的原因是穩(wěn)定劑II可以緩慢釋放ClO₂，能較長時(shí)間維持保鮮所需的濃度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)儀器特征，可知儀器C是球形干燥管；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寫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； 在ClO₂釋放實(shí)驗(yàn)中，打開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；
（5）由圖可知，穩(wěn)定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO₂，能較長時(shí)間維持保鮮所需的濃度．

解答 解：（1）根據(jù)儀器特征，可知儀器C是球形干燥管；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)長管進(jìn)氣，短管出氣，故選b，
故答案為：錐形瓶；b；
（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；調(diào)節(jié)分液漏斗B的旋塞，減緩（慢）稀鹽酸滴加速度；
（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； 在ClO₂釋放實(shí)驗(yàn)中，打開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：4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；檢驗(yàn)是否有ClO₂生成；
（5）由圖可知，穩(wěn)定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO₂，能較長時(shí)間維持保鮮所需的濃度，所以穩(wěn)定劑Ⅱ好，
故答案為：穩(wěn)定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO₂，能較長時(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)問題進(jìn)行制備流程分析，題目難度中等．