Question

9．ClO₂與Cl₂的氧化性相近，在自來(lái)水消毒和果蔬保鮮等方面應(yīng)用廣泛．某興趣小組通過(guò)圖1裝置（夾持裝置略）對(duì)其制備、吸收、釋放和應(yīng)用進(jìn)行了研究．

（1）儀器D的名稱是錐形瓶，儀器E的名稱是分液漏斗．安裝F中導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)選用圖2中的b．
（2）打開B的活塞，A中發(fā)生反應(yīng)：2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O，這個(gè)反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1：1，為使ClO₂在D中被穩(wěn)定劑充分吸收，滴加稀鹽酸的速度宜慢（填“快”或“慢”）．
（3）關(guān)閉B的活塞，ClO₂在D中被穩(wěn)定劑完全吸收生成NaClO₂，此時(shí)F中溶液的顏色不變，則裝置C的作用是吸收Cl₂．
（4）已知在酸性條件下NaClO₂可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO₂，該反應(yīng)的離子方程式為4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O，在ClO₂釋放實(shí)驗(yàn)中，打開E的活塞，D中發(fā)生反應(yīng)，則裝置F的作用是驗(yàn)證是否有ClO₂生成．
（5）已吸收ClO₂氣體的穩(wěn)定劑Ⅰ和穩(wěn)定劑Ⅱ，加酸后釋放ClO₂的濃度隨時(shí)間的變化如圖3所示．若將其用于水果保鮮，你認(rèn)為效果較好的穩(wěn)定劑是穩(wěn)定劑Ⅱ

Answer 1

分析 裝置A中盛放NaClO₃溶液，裝置B盛放稀鹽酸，兩者發(fā)生反應(yīng)：2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O，裝置C的作用是吸收Cl₂，除去氯氣，ClO₂在裝置D中被穩(wěn)定劑完全吸收生成NaClO₂，在酸性條件下NaClO₂可發(fā)生反應(yīng)4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O生成NaCl并釋放出ClO₂，裝置F檢驗(yàn)二氧化氯中氯氣是否完全被裝置C吸收．
（1）根據(jù)儀器特征，可知儀器D是錐形瓶；F裝置應(yīng)是Cl₂和KI反應(yīng)，還需要連接尾氣處理裝置，所以應(yīng)長(zhǎng)管進(jìn)氣，短管出氣；
（2）根據(jù)在反應(yīng)物中，化合價(jià)降低的物質(zhì)是氧化劑，化合價(jià)升高的物質(zhì)是還原劑來(lái)分析解答；為使ClO₂在D中被穩(wěn)定劑充分吸收，產(chǎn)生ClO₂的速率要慢；
（3）F裝置中發(fā)生Cl₂+2KI=2KCl+I₂時(shí)，碘遇淀粉變藍(lán)，而F中溶液的顏色不變，說(shuō)明Cl₂被吸收；
（4）在酸性條件下NaClO₂可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO₂，根據(jù)元素守恒可知應(yīng)還有水生成，該反應(yīng)的離子方程式為4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O； 在ClO₂釋放實(shí)驗(yàn)中，打開E的活塞，D中發(fā)生反應(yīng)，則裝置F的作用是驗(yàn)證是否有ClO₂ 生成；
（5）由圖可知，穩(wěn)定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO₂，能較長(zhǎng)時(shí)間維持保鮮所需的濃度．

解答 解：（1）根據(jù)儀器特征，可知儀器D是錐形瓶；儀器E帶有球形特征且?guī)в胁ＡЩ钊�，為分液漏斗，F(xiàn)裝置應(yīng)是Cl₂和KI反應(yīng)，還需要連接尾氣處理裝置，所以應(yīng)長(zhǎng)管進(jìn)氣，短管出氣，故選b，
故答案為：錐形瓶；分液漏斗；b；
（2）2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O反應(yīng)中，2HCl→Cl₂，-1價(jià)的氯元素化合價(jià)升高到0價(jià)，所以4HCl中2HCl是還原劑，2NaClO₃→2ClO₂，+5價(jià)的氯元素的化合價(jià)降低到+4價(jià)，所以NaClO₃作氧化劑；所以該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2：2=1：1，為使ClO₂在D中被穩(wěn)定劑充分吸收，產(chǎn)生ClO₂的速率要慢，故滴加稀鹽酸的速度要慢，
故答案為：1：1；慢；        
（3）F裝置中發(fā)生Cl₂+2KI=2KCl+I₂時(shí)，碘遇淀粉變藍(lán)，而F中溶液的顏色不變，則裝置C的作用是吸收Cl₂，
故答案為：吸收Cl₂；
（4）在酸性條件下NaClO₂可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO₂，根據(jù)元素守恒可知應(yīng)還有水生成，該反應(yīng)的離子方程式為：4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O； 在ClO₂釋放實(shí)驗(yàn)中，打開E的活塞，D中發(fā)生反應(yīng)，則裝置F的作用是驗(yàn)證是否有ClO₂ 生成，
故答案為：4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；驗(yàn)證是否有ClO₂ 生成；
（5）由圖可知，穩(wěn)定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO₂，能較長(zhǎng)時(shí)間維持保鮮所需的濃度，所以穩(wěn)定劑Ⅱ好，
故答案為：穩(wěn)定劑Ⅱ．

點(diǎn)評(píng) 本題以ClO₂的制備、吸收、釋放為載體，考查實(shí)驗(yàn)制備方案設(shè)計(jì)、基本操作、對(duì)裝置及操作的分析評(píng)價(jià)等，注意根據(jù)問(wèn)題進(jìn)行制備流程分析，題目難度中等．