Question

【題目】二氧化氯（ClO2）是一種高效消毒劑，易溶于水，沸點為11.0℃，極易爆炸。在干燥空氣稀釋條件下，用干燥的氯氣與固體亞氯酸鈉制備二氧化氯，裝置如圖：

(1)儀器a的名稱為_____________，裝置A中反應的離子方程式為_______________。

(2)試劑X是_______________________。

(3)裝置D中冰水的主要作用是___________。裝置D內發生反應的化學方程式為_______________。

(4)裝置E中主要反應的離子方程式為：____________________________。

(5)已知NaClO2飽和溶液在不同溫度時析出的晶體情況如下表。

溫度	＜38℃	38℃～60℃	＞60℃
析出晶體	NaClO2·3H2O	NaClO2	分解成NaClO3和NaCl

利用NaClO2溶液制得NaClO2晶體的操作步驟： 55℃蒸發結晶、_________、38～60℃的溫水洗滌、低于60℃干燥。

(6)工業上也常用以下方法制備ClO2。

①酸性條件下雙氧水與NaClO3反應，則反應的離子方程式為_______________________。

②如圖所示為直接電解氯酸鈉、自動催化循環制備高純ClO2的實驗。則陰極電極反應式為____________。

Answer 1

【答案】分液漏斗 MnO2 + 4H+ + 2Cl－ Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O 飽和食鹽水 冷凝二氧化氯 Cl2 + 2NaClO2 =2 ClO2 + NaCl 2OH－ ＋ Cl2 = ClO－ ＋Cl－ ＋ H2O 趁熱過濾 H2O2 + 2H++ 2ClO3－= 2ClO2 + 2H2O + O2↑ ClO2 + e－ = ClO2－

【解析】

(1)看圖得出儀器a的名稱，裝置A是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成氯氣、氯化錳和水。

(2)試劑X是除掉HCl氣體。

(3)二氧化氯(ClO2)沸點為11.0℃，因此得裝置D中冰水的主要作用，裝置D內發生反應是氯氣與固體亞氯酸鈉生成二氧化氯。

(4)裝置E中主要是氯氣的尾氣處理。

(5)由于＜38℃是以NaClO2·3H2O晶體，操作要注意不能低于38℃。

(6)①H2O2 、H+與ClO3－反應得到ClO2。

②左邊為ClO2反應生成ClO2－，得到電子，發生還原反應。

(1)儀器a的名稱為分液漏斗，裝置A是二氧化錳和濃鹽酸加熱反應生成氯氣、氯化錳和水，其反應的離子方程式為MnO2 + 4H+ + 2Cl－ Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O；故答案為：分液漏斗；MnO2 + 4H+ + 2Cl－ Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O。

(2)試劑X是除掉HCl氣體，因此用飽和食鹽水；故答案為：飽和食鹽水。

(3)二氧化氯(ClO2)沸點為11.0℃，因此裝置D中冰水的主要作用是冷凝二氧化氯。裝置D內發生反應是氯氣與固體亞氯酸鈉生成二氧化氯，其化學方程式為Cl2 + 2NaClO2 =2 ClO2 + NaCl；故答案為：冷凝二氧化氯；Cl2 + 2NaClO2 =2 ClO2 + NaCl。

(4)裝置E中主要是氯氣的尾氣處理，其反應的離子方程式為：2OH－ ＋ Cl2 = ClO－ ＋Cl－ ＋ H2O；故答案為：2OH－ ＋ Cl2 = ClO－ ＋Cl－ ＋ H2O。

(5)利用NaClO2溶液制得NaClO2晶體的操作步驟：由于＜38℃是以NaClO2·3H2O晶體，因此55℃蒸發結晶、趁熱過濾、38～60℃的溫水洗滌、低于60℃干燥；故答案為：趁熱過濾。

(6)①酸性條件下雙氧水與NaClO3反應，則反應的離子方程式為H2O2 + 2H++ 2ClO3－= 2ClO2 + 2H2O + O2↑。

②如圖所示為直接電解氯酸鈉、自動催化循環制備高純ClO2的實驗。左邊為ClO2反應生成ClO2－，得到電子，發生還原反應，其為陰極，其電極反應式為ClO2 + e－ = ClO2－；故答案為：ClO2 + e－ = ClO2－。