Question

【題目】ClO2是一種優(yōu)良的消毒劑，濃度過(guò)高時(shí)易發(fā)生分解，常將其制備成NaClO2固體以便運(yùn)輸和貯存。過(guò)氧化氫法制備N(xiāo)aClO2固體的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

已知：2NaClO2+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(qǐng)回答：

⑴儀器A的作用是_____；冰水浴冷卻的目的是_____(寫(xiě)出兩種)。

⑵空氣流速過(guò)快或過(guò)慢，均降低NaClO2產(chǎn)率，試解釋其原因______。

(3)Cl-存在時(shí)會(huì)催化ClO2的生成。反應(yīng)開(kāi)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(guò)程可能經(jīng)兩步反應(yīng)完成，將其補(bǔ)充完整：①_____(用離子方程式表示)，②H2O2+Cl2=2Cl-+O2+2H+。

(4) H2O2濃度對(duì)反應(yīng)速率有影響。通過(guò)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______，餾出物是_______。

(5)抽濾法分離NaClO2過(guò)程中，下列操作不正確的是_______

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(guò)沉淀

D.抽濾完畢，斷開(kāi)水泵與吸濾瓶間的橡皮管后，關(guān)閉水龍頭

Answer 1

【答案】 防倒吸 防止H2O2分解，使ClO2液化，促進(jìn)ClO2的吸收 過(guò)慢會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)的三頸燒瓶?jī)?nèi)ClO2濃度過(guò)高，發(fā)生分解，產(chǎn)率降低；過(guò)快則反應(yīng)物反應(yīng)不充分 2ClO3-+2Cl-+4H+=Cl2+2ClO2+2H2O 減少體系內(nèi)壓強(qiáng)，降低H2O的沸點(diǎn)(促進(jìn)H2O蒸出，同時(shí)減少H2O2的受熱分解等合理答案亦可) H2O C

【解析】（1）儀器A是安全瓶，作用是防倒吸；雙氧水易分解，ClO2的熔點(diǎn)降低，因此冰水浴冷卻的目的是防止H2O2分解，使ClO2液化，促進(jìn)ClO2的吸收。（2）如果空氣流速過(guò)慢會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)的三頸燒瓶?jī)?nèi)ClO2濃度過(guò)高，發(fā)生分解，產(chǎn)率降低；空氣流速過(guò)快則反應(yīng)物反應(yīng)不充分，原料利用率不高。（3）Cl-存在時(shí)會(huì)催化ClO2的生成，根據(jù)第二步反應(yīng)可知產(chǎn)生氯離子，因此第一步是消耗氯離子，離子方程式為2ClO3-+2Cl-+4H+=Cl2+2ClO2+2H2O。（4）由于是濃縮雙氧水，則餾出物是水，而雙氧水易分解，因此該設(shè)備的作用是減少體系內(nèi)壓強(qiáng)，降低H2O的沸點(diǎn)(促進(jìn)H2O蒸出，同時(shí)減少H2O2的受熱分解等)。（5）A.為防止濾紙被腐蝕，用玻璃纖維代替濾紙進(jìn)行抽濾，A正確；B.先轉(zhuǎn)移溶液至漏斗，待溶液快流盡時(shí)再轉(zhuǎn)移沉淀，B正確；C.洗滌沉淀時(shí)，應(yīng)將少量溶劑灑到固體上，靜置片刻，再將其抽干，C錯(cuò)誤；D.抽濾完畢，為防止水倒吸到抽濾瓶?jī)?nèi)，應(yīng)斷開(kāi)水泵與吸濾瓶間的橡皮管后，關(guān)閉水龍頭，D正確，答案選C。