Question

20．ClO₂ （二氧化氯）、NaClO₂ （亞氯酸鈉）都可用于飲用水的消毒．某小組模擬工業(yè)原理在實驗室用NaClO₃制取ClO₂氣體，再由ClO₂制得NaClO₂，實驗裝置如圖所示：

已知：NaClO₂飽和溶液在溫度低于38°C時析出的晶體是NaClO₂•3H₂O，高于38°C時析出晶體是NaClO₂，高于60°C時NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．
回答下列問題：
（1）裝置A中產(chǎn)生ClO₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2Na₂SO₄+2ClO₂↑+H₂O．該實驗必須使NaClO₃稍微過量，目的是使Na₂SO₃完全反應(yīng)，避免生成SO₂．
（2）裝置B中制得NaClO₂，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2ClO₂+2OH^-+H₂O₂=2ClO₂^-+2H₂O+O₂．
（3）從裝置B反應(yīng)后的溶液獲得NaClO₂晶體的操作步驟為：控制溶液溫度在55°C左右，蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾，用38～55°C的熱水洗滌，將所得結(jié)晶在低于60°C的真空中蒸發(fā)，干燥后得到成品．
（4）裝置D用NaOH溶液吸收多余的ClO₂，生成物質(zhì)的量之比為1：1的兩種陰離子，一種為ClO₂^-，則另一種為ClO₃^-．
（5）限用以下試劑：稀HNO₃、稀H₂SO₄、K₂SO₃溶液、BaCl₂溶液、FeCl₂溶液、KSCN溶液．裝置B反應(yīng)后溶液中除NaClO₂外，還含有少量NaOH、H₂O₂．證明裝置B反應(yīng)后溶液中的NaClO₂具有氧化性的方法是取B中溶液在低于60°C的溫度下加熱一段時間后，加入稀硫酸酸化，再加入FeCl₂溶液和KSCN溶液，溶液變紅證明NaClO₂具有氧化性．

Answer 1

分析 實驗室用NaClO₃制取ClO₂氣體，再由ClO₂制得NaClO₂，由實驗裝置可知，A中發(fā)生2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2Na₂SO₄+2ClO₂↑+H₂O，必須使NaClO₃稍微過量時防止生成二氧化硫，B中發(fā)生2ClO₂+2NaOH+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂，由信息高于38°C時析出晶體是NaClO₂，可知溫度在55°C左右，蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到NaClO₂，NaClO₂具有氧化性時可氧化亞鐵離子；C作安全瓶，D吸收尾氣，NaOH溶液吸收多余的ClO₂，生成物質(zhì)的量之比為1：1的兩種陰離子，一種為ClO₂^-，由Cl元素的化合價降低可知，另一種離子中Cl離子化合物為+5價，以此來解答．

解答 解：（1）裝置A中產(chǎn)生ClO₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2Na₂SO₄+2ClO₂↑+H₂O，該實驗必須使NaClO₃稍微過量，目的是使Na₂SO₃完全反應(yīng)，避免生成SO₂，故答案為：2NaClO₃+Na₂SO₃+H₂SO₄=2Na₂SO₄+2ClO₂↑+H₂O；使Na₂SO₃完全反應(yīng)，避免生成SO₂；
（2）裝置B中制得NaClO₂，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2ClO₂+2OH^-+H₂O₂=2ClO₂^-+2H₂O+O₂，故答案為：2ClO₂+2OH^-+H₂O₂=2ClO₂^-+2H₂O+O₂；
（3）從裝置B反應(yīng)后的溶液獲得NaClO₂晶體的操作步驟為：控制溶液溫度在55°C左右，蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾，用38～55°C的熱水洗滌，將所得結(jié)晶在低于60°C的真空中蒸發(fā)，干燥后得到成品，故答案為：趁熱過濾，用38～55°C的熱水洗滌；
（4）NaOH溶液吸收多余的ClO₂，生成物質(zhì)的量之比為1：1的兩種陰離子，一種為ClO₂^-，由Cl元素的化合價降低可知，另一種離子中Cl離子化合物為+5價，則另一種離子為ClO₃^-，故答案為：ClO₃^-；
（5）證明裝置B反應(yīng)后溶液中的NaClO₂具有氧化性的方法是取B中溶液在低于60°C的溫度下加熱一段時間后，加入稀硫酸酸化，再加入FeCl₂溶液和KSCN溶液，溶液變紅證明NaClO₂具有氧化性，故答案為：取B中溶液在低于60°C的溫度下加熱一段時間后，加入稀硫酸酸化，再加入FeCl₂溶液和KSCN溶液，溶液變紅證明NaClO₂具有氧化性．

點評 本題考查物質(zhì)的制備實驗，為高頻考點，把握制備實驗原理、混合物分離提純?yōu)榻獯鹪擃}的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實驗?zāi)芰Φ目疾�，注意氧化還原反應(yīng)及離子檢驗的應(yīng)用，題目難度不大．