Question

【題目】ClO2是一種具有強(qiáng)氧化性的黃綠色氣體，也是優(yōu)良的消毒劑，熔點(diǎn)-59℃、沸點(diǎn)11℃，易溶于水，易與堿液反應(yīng)。ClO2濃度大時(shí)易分解爆炸，在生產(chǎn)和使用時(shí)必須用稀有氣體或空氣等進(jìn)行稀釋，實(shí)驗(yàn)室常用下列方法制備：2NaC1O3+Na2SO3+H2SO42C1O2↑+2Na2SO4+H2O。

（1）H2C2O4可代替Na2SO3制備ClO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___，該方法中最突出的優(yōu)點(diǎn)是___。

（2）ClO2濃度過高時(shí)易發(fā)生分解，故常將其制備成NaClO2固體，以便運(yùn)輸和貯存。

已知：2NaOH+H2O2+2ClO2=2NaClO2+O2+2H2O，實(shí)驗(yàn)室模擬制備NaC1O2的裝置如圖所示（加熱和夾持裝置略）。

①產(chǎn)生ClO2的溫度需要控制在50℃，應(yīng)采取的加熱方式是___；盛放濃硫酸的儀器為：___；NaC1O2的名稱是___；

②儀器B的作用是___；冷水浴冷卻的目的有___（任寫兩條）；

③空氣流速過快或過慢，均會(huì)降低NaC1O2的產(chǎn)率，試解釋其原因___。

Answer 1

【答案】2NaClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+H2O+2CO2↑ 反應(yīng)中產(chǎn)生的CO2可以起到稀釋ClO2的作用，避免ClO2濃度大時(shí)分解爆炸，提高了安全性 水浴加熱 分液漏斗 亞氯酸鈉 安全瓶，防倒吸 降低NaClO2的溶解度，增大ClO2的溶解度，減少H2O2分解，減少ClO2分解 空氣流速過快時(shí)，ClO2不能被充分吸收：空氣流速過慢時(shí)，ClO2濃度過高導(dǎo)致分解

【解析】

中的氯是+4價(jià)的，因此我們需要一種還原劑將氯酸鈉中+5價(jià)的氯還原，同時(shí)要小心題干中提到的易爆炸性。再來看實(shí)驗(yàn)裝置，首先三頸燒瓶中通入空氣，一方面可以將產(chǎn)物“吹”入后續(xù)裝置，另一方面可以起到稀釋的作用，防止其濃度過高發(fā)生危險(xiǎn)，B起到一個(gè)安全瓶的作用，而C是吸收裝置，將轉(zhuǎn)化為，據(jù)此來分析本題即可。

（1）用草酸來代替，草酸中的碳平均為+3價(jià)，因此被氧化產(chǎn)生+4價(jià)的二氧化碳，方程式為2NaClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+H2O+2CO2↑；產(chǎn)生的可以稀釋，防止其濃度過高發(fā)生危險(xiǎn)；

（2）①50℃最好的加熱方式自然是水浴加熱，盛放濃硫酸的儀器為分液漏斗，中的氯元素為+3價(jià)，因此為亞氯酸鈉；

②儀器B是一個(gè)安全瓶，防止倒吸；而冰水浴一方面可以減少的分解，另一方面可以使變?yōu)橐后w，增大產(chǎn)率；

③當(dāng)空氣流速過快時(shí)，來不及被充分吸收，當(dāng)空氣流速過慢時(shí)，又會(huì)在容器內(nèi)滯留，濃度過高導(dǎo)致分解。