Question

18．ClO₂是一種優(yōu)良的消毒劑，濃度過高時(shí)易發(fā)生分解，常將其制成NaClO₂固體，以便運(yùn)輸和貯存，過氧化氫法制備NaClO₂固體的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．
已知：2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄═2ClO₂↑+O₂↑+Na₂SO₄+2H₂O
2ClO₂+H₂O₂+2NaOH═2NaClO₂+O₂↑+2H₂O
ClO₂熔點(diǎn)-59℃、沸點(diǎn)11℃；H₂O₂沸點(diǎn)150℃

請回答：
（1）儀器A的作用是防止倒吸；冰水浴冷卻的目的是降低NaClO₂的溶解度、減少H₂O₂的分解、增加ClO₂的溶解度、減少ClO₂的分解（寫兩種）．
（2）空氣流速過快或過慢，均降低NaClO₂產(chǎn)率，試解釋其原因空氣流速過慢時(shí)，ClO₂不能及時(shí)被移走，濃度過高導(dǎo)致分解；空氣流速過快時(shí)，ClO₂不能被充分吸收
（3）Clˉ存在時(shí)會(huì)催化ClO₂的生成．反應(yīng)開始時(shí)在三頸燒瓶中加入少量鹽酸，ClO₂的生成速率大大提高，并產(chǎn)生微量氯氣．該過程可能經(jīng)兩步完成，請將其補(bǔ)充完整：①2ClO₃^-+2Cl^-+4H⁺=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O（用離子方程式表示），②H₂O₂+Cl₂═2Cl^-+O₂+2H⁺．
（4）H₂O₂濃度對反應(yīng)速率有影響．通過圖2所示裝置將少量30% H₂O₂溶液濃縮至40%，B處應(yīng)增加一個(gè)設(shè)備．該設(shè)備的作用是減壓，餾出物是H₂O．
（5）抽濾法分離NaClO₂過程中，下列操作不正確的是C
A．為防止濾紙被腐蝕，用玻璃纖維代替濾紙進(jìn)行抽濾
B．先轉(zhuǎn)移溶液至漏斗，待溶液快流盡時(shí)再轉(zhuǎn)移沉淀
C．洗滌沉淀時(shí)，應(yīng)使洗滌劑快速通過沉淀
D．抽濾完畢，斷開水泵與吸濾瓶間的橡皮管，關(guān)閉水龍頭．

Answer 1

分析 氯酸鈉（NaClO₃）在酸性條件下與過氧化氫生二氧化氯，ClO₂與氫氧化鈉溶液和過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaClO₂，NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到晶體NaClO₂•3H₂O，
（1）儀器A為安全瓶，冰水浴降低NaClO₂的溶解度；減少H₂O₂的分解；增加ClO₂的溶解度；減少ClO₂的分解；
（2）空氣流速過慢時(shí)，ClO₂不能及時(shí)被移走，濃度過高導(dǎo)致分解；空氣流速過快時(shí)，ClO₂不能被充分吸收；
（3）Clˉ存在時(shí)會(huì)催化ClO₂的生成，反應(yīng)開始時(shí)在三頸燒瓶中加入少量鹽酸，ClO₂的生成速率大大提高，并產(chǎn)生微量氯氣，則氯離子與氯酸根離子反應(yīng)生成ClO₂和氯氣，據(jù)此分析；
（4）過氧化氫受熱易分解，故采用減壓蒸餾的方式；
（5）抽濾法分離NaClO₂過程中，洗滌時(shí)為洗凈晶體，應(yīng)讓洗滌劑緩慢通過濾紙，讓洗滌劑和晶體充分接觸．

解答 解：（1）儀器A為安全瓶，防止倒吸；冰水浴冷卻的目的是為降低NaClO₂的溶解度；減少H₂O₂的分解；增加ClO₂的溶解度；減少ClO₂的分解用冰水浴冷卻；
故答案為：防止倒吸；降低NaClO₂的溶解度、減少H₂O₂的分解、增加ClO₂的溶解度、減少ClO₂的分解；
（2）空氣流速過慢時(shí)，ClO₂不能及時(shí)被移走，濃度過高導(dǎo)致分解；空氣流速過快時(shí)，ClO₂不能被充分吸收，則空氣流速過快或過慢，均降低NaClO₂產(chǎn)率；
故答案為：空氣流速過慢時(shí)，ClO₂不能及時(shí)被移走，濃度過高導(dǎo)致分解；空氣流速過快時(shí)，ClO₂不能被充分吸收；
（3）Clˉ存在時(shí)會(huì)催化ClO₂的生成，反應(yīng)開始時(shí)在三頸燒瓶中加入少量鹽酸，ClO₂的生成速率大大提高，并產(chǎn)生微量氯氣反應(yīng)為，2ClO₃^-+2Cl^-+4H⁺=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O，H₂O₂+Cl₂═2Cl^-+O₂+2H⁺；
故答案為：2ClO₃^-+2Cl^-+4H⁺=2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O；
（4）過氧化氫受熱易分解，故采用減壓蒸餾的方式，則B處增加一個(gè)減壓設(shè)備，餾出物為H₂O；
故答案為：減壓；H₂O；
（5）抽濾法分離NaClO₂過程中，洗滌時(shí)為洗凈晶體，應(yīng)讓洗滌劑緩慢通過濾紙，讓洗滌劑和晶體充分接觸；
故答案為：C．

點(diǎn)評 本題以物質(zhì)制備為載體，考查學(xué)生對原理的分析理解、物質(zhì)的分離提純、氧化還原反應(yīng)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、信息獲取與遷移運(yùn)用等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，題目難度中等．