Question

（12分）二氧化氯（ClO₂）是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为－59℃，沸点为11.0℃，易溶于水。工业上用潮湿的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60时反应制得。某学生拟有左下图所示的装置模拟制取并收集ClO₂。

（1）B必须放在冰水浴中控制温度，其原因是                                           

（2）反应后在装置C中可得NaClO₂溶液。已知NaClO₂饱和溶液中在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂·3H₂O，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO₂。根据右上图所示的NaClO₂的溶解度曲线，请补充从NaClO₂溶液中制得NaClO₂的操作步骤：a            ；b            ；③洗涤；④干燥。

（3）亚氯酸钠（NaClO₂）是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO₂的主要流程如下。

①Ⅰ、Ⅲ中发生反应的还原剂分别是        、        （填化学式）。

②Ⅱ中反应的离子方程式是                          。

③A的化学式是        ，装置Ⅲ中A在        极区产生。

④ClO₂是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备。写出该制备反应的化学方程式                                            。

⑤NaClO₂变质可分解为NaClO₃和NaCl。取等质量变质前后的NaClO₂试样均配成溶液，分别与足量FeSO₄溶液反应时，消耗Fe²⁺的物质的量              。（填“相同”，“不同”或“无法判断”）

Answer

（1）使ClO2充分冷凝，减少挥发 （2）a.蒸发结晶 b.趁热过滤

（3）① Na2SO3 H2O (各1分) ② 2ClO2 + H2O2 + 2OH－ = 2ClO2—+ O2↑+ 2H2O

③ H2SO4 阳(各1分)④ 5NaClO2 + 4HCl = 5NaCl + 4ClO2↑ + 2H2O

⑤ 相同（2分）

【解析】

试题分析：（1）二氧化氯（ClO2）是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为－59℃，沸点为11.0℃，B必须放在冰水浴中控制温度，其原因是使ClO2充分冷凝，减少挥发；（2）根据题给信息：NaClO2饱和溶液中在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2·3H2O，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2。从NaClO2溶液中制得NaClO2的操作步骤：a.蒸发结晶；b.趁热过滤；③洗涤；④干燥；（3）①根据题给流程知反应I为2ClO3―＋SO32―＋2H＋ =2ClO2＋SO42―＋H2O，其中SO32― 中S由+4价变成+6价，Na2SO3作还原剂；反应Ⅲ为2H2O2H2↑+O2↑，还原剂为H2O；②根据题给流程知ClO2和H2O2在碱性条件反应生成NaClO2，ClO2中氯元素的化合价由+4价降低为+3价，H2O2中氧由―1价升高到0价，离子方程式为2ClO2 + H2O2 + 2OH－= 2ClO2－+ O2↑+ 2H2O；③根据信息知a为O2,故反应Ⅲ阳极反应：4OH－—4e―=2H2O ＋O2↑, 故A的化学式是H2SO4,在阳极区产生；④亚氯酸钠和稀盐酸发生歧化反应，生成氯化钠、二氧化氯和水，化学方程式为5NaClO2 + 4HCl = 5NaCl + 4ClO2↑+ 2H2O；⑸ClO2―、ClO3―与Fe2＋ 反应最终都变成Cl― ，变质前后转移的电子数相同，反以消耗Fe2+的物质的量相同。

考点：以化学工艺流程为载体考查化学实验基本操作、氧化还原反应、电解原理等。