Question

二氧化氯是一种高效消毒剂，在60℃时用氯酸钾与草酸反应可生成二氧化氯，实验装置如下图所示：

已知：通常状况下二氧化氯沸点为11．0℃，极易爆炸，制取和使用二氧化氯时要用性质稳定的气体稀释，以防爆炸。回答下列问题：

（1）装置A中产物有K₂CO₃、ClO₂和CO₂等，写出该反应的化学方程式：__________；装置A中还应安装的玻璃仪器是__________，其作用是__________。

（2）装置B用冰水浴的原因是__________；

（3）实验过程中，装置C的溶液中除了会产生少量Na₂CO₃外还会生成等物质的量的另外两种钠盐，其中一种为为NaClO₂，则另一种钠盐的化学式为__________。

（4）已知NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体NaClO₂·3H₂O，在温度高于38℃时析出晶体NaClO₂，请补充从NaClO₂溶液中制得NaClO₂·3H₂O晶体的操作步骤：a．__________；b __________；c．过滤、洗涤；d．干燥．

（5）工业上常用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO₂，用H₂O₂制备的ClO₂比用盐酸制备的ClO₂更适合用于饮用水的消毒，其主要原因是__________。

Answer

（1）2KClO3+H2C2O4K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O；

温度计；控制水浴加热温度为60℃；

（2）常温下二氧化氯为气态，用冰水将其冷凝为液态，以防爆炸；

（3）NaClO3；

（4）蒸发浓缩；低于38℃时冷却结晶；

（5）H2O2作还原剂时氧化产物为O2，而盐酸作还原剂时产生大量Cl2．

【解析】

试题分析：（1）KClO3和草酸发生氧化还原反应生成ClO2、K2CO3、CO2和H2O，反应的化学方程式为2KClO3+H2C2O4K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O，二氧化氯(ClO2)沸点为11℃，用氯酸钾粉末与草酸在60℃时反应可生成二氧化氯等物质，装置A必须添加温度控制装置，故装置A中还应安装的玻璃仪器是温度计；

（2）装置B用冰水浴的原因是ClO2的沸点：11.0℃，沸点低，用冰水可以使ClO2冷凝为液体，收集在试管中或常温下二氧化氯为气态，另外还可以防止二氧化氯爆炸，故答案为：常温下二氧化氯为气态，用冰水将其冷凝为液态，以防爆炸；

（3）根据ClO2在碱溶液中生成等物质的量的另外两种钠盐，其中一种为为NaClO2，在这个过程中Cl的化合价由+4变为+3，化合价降低1，故另一种物质中Cl的化合价须由+4变为+5，则另一种钠盐的化学式为NaClO3，故答案为：NaClO3；

（4）根据题意信息，NaClO2溶液中制得NaClO2·3H2O晶体的操作步骤：蒸发浓缩、低于38℃时冷却结晶、洗涤、干燥，故答案为：蒸发浓缩；低于38℃时冷却结晶；

（5）还可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2，用H2O2作还原剂制备ClO2更受欢迎，其主要原因是H2O2作还原剂时氧化产物为O2，而盐酸作还原剂时产生大量Cl2，不会产生环境污染，故答案为：H2O2作还原剂时氧化产物为O2，而盐酸作还原剂时产生大量Cl2.

【考点定位】考查制备实验方案的设计；性质实验方案的设计

【名师点晴】本题以氯及其化合物的性质考查氧化还原反应及物质的制备实验，把握习题中的信息及知识迁移应用为解答的关键，侧重学生综合应用能力及信息抽取和分析能力的考查。本题尽管属于化学实验题，但主要涉及的知识点还是氧化还原反应，因此学习过程中要力求夯实基础。