Question

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。工业上用潮湿的氯酸钾和草酸（H₂C₂O₄）在60℃时反应制得。某学生拟用下如所示的装置模拟制取并收集二氧化氯。

（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中可的NaClO₂溶液。已知NaClO₂饱和溶液中在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂·H₂O，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO₂。根据右上图所示的NaClO₂溶解度曲线，请补充从NaClO₂溶液中制NaClO₂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。

①Ⅱ中反应的离子方程式是                             。

②ClO₂是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备。写出该反应化学方程式               。

③NaClO₂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，分别于足量硫酸亚铁溶液反应时，消耗亚铁离子物质的量             。（填“相同”，“不同”或“无法判断”）

Answer

（10分）

（1）使二氧化氯充分冷凝，减少挥发（2分） （2）a.蒸发结晶（1分） b.趁热或38℃以上过滤（1分，只答过滤不得分）

（3）①2ClO2+H2O+2OH-=2ClO2-+O2+2H2O ②5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2+2H2O。③相同。

【解析】

试题分析：（1）因为二氧化氯的沸点较低，B为收集装置，应该使二氧化氯充分冷凝，减少挥发。（2）从溶解度曲线分析，亚氯酸钠的溶解度随着温度变化较大，且已知NaClO2饱和溶液中在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2·H2O，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2，所以可以采用结晶的方法并且要趁热过滤才能得到，所以先a.蒸发结晶； b.趁热或38℃以上过滤。（3）①Ⅱ中反应根据流程信息可知，生成亚氯酸钠，所以一定有二氧化氯到亚氯酸钠，化合价降低，被还原，则过氧化氢必定被氧化，有氧气生成。2ClO2+H2O+2OH-=2ClO2-+O2+2H2O ②反应中二氧化氯是氧化剂，发生还原反应，过氧化氢做还原剂，根据电子转移分析，二氧化氯和氯化氢的物质的量比为1:4，则方程式为5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2+2H2O。③亚氯酸钠变质可分解成铝酸钠和氯化钠，氯元素从+3价到+5价和-1价，亚氯酸钠试样与足量的硫酸亚铁溶液反应，最终氯元素从+3价降低到-1价，所以亚氯酸钠变质前后分别于亚铁离子反应时，最终都得到等量的氯化钠，根据电子守恒分析，两个过程中得到的电子的物质的量相同。

考点：实验制备方案的设计，氯气的化学性质，