Question

6．ClO₂與Cl₂ 的氧化性相近，常溫下均為氣體，在自來水消毒和果蔬保鮮等方面應用廣泛?某興趣小組通過圖1 裝置（夾持裝置略）對其制備?吸收?釋放和應用進行了研究?

（1）儀器C的名稱球形干燥管，安裝F 中導管時應選用圖2 中的b（填“a”或“b”）．
（2）打開B的活塞，A 中產生Cl₂ 和ClO₂，反應化學方程式2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；為使ClO₂在D 中被穩定劑充分吸收，可采取的措施是調節分液漏斗B的旋塞，減緩（慢）稀鹽酸滴加速度?
（3）關閉B的活塞，ClO₂在D中被穩定劑完全吸收生成NaClO₂，此時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可發生反應生成NaCl并釋放出ClO₂，該反應的離子方程式為4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O，在ClO₂釋放實驗中，打開E 的活塞，D 中發生反應，則裝置F 的作用是檢驗是否有ClO₂生成?
（5）已吸收ClO₂氣體的穩定劑Ⅰ和Ⅱ，加酸后釋放ClO₂的濃度隨時間的變化如圖3 所示，若將其用于水果保鮮，你認為效果較好的穩定劑的保鮮原因是穩定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO₂，能較長時間維持保鮮所需的濃度?

Answer 1

分析 （1）根據儀器特征，可知儀器C是球形干燥管；F裝置應是Cl₂和KI反應，還需要連接尾氣處理裝置，所以應長管進氣，短管出氣；
（2）根據電子轉移守恒和原子守恒書寫氯酸鈉和稀鹽酸混和產生Cl₂和ClO₂的反應化學方程式，為使ClO₂在D中被穩定劑充分吸收，產生ClO₂的速率要慢；
（3）F裝置中發生Cl₂+2KI=2KCl+I₂時，碘遇淀粉變藍，而F中溶液的顏色不變，說明Cl₂被吸收；
（4）在酸性條件下NaClO₂可發生反應生成NaCl并釋放出ClO₂，根據元素守恒可知應還有水生成，該反應的離子方程式為4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O； 在ClO₂釋放實驗中，打開E的活塞，D中發生反應，則裝置F的作用是驗證是否有ClO₂ 生成；
（5）由圖可知，穩定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO₂，能較長時間維持保鮮所需的濃度．

解答 解：（1）根據儀器特征，可知儀器C是球形干燥管；F裝置應是Cl₂和KI反應，還需要連接尾氣處理裝置，所以應長管進氣，短管出氣，故選b，
故答案為：球形干燥管；b；
（2）氯酸鈉和稀鹽酸混和產生Cl₂和ClO₂，NaClO₃中氯為+5價被還原成ClO₂中+4價，鹽酸中氯為-1價，被氧化成0價氯，轉移電子數為2，所以NaClO₃、ClO₂前系數為2，Cl₂前系數為1，反應化學方程式：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O，：為使ClO₂在D中被穩定劑充分吸收，產生ClO₂的速率要慢，故滴加稀鹽酸的速度要慢，即調節分液漏斗B的旋塞，減緩（慢）稀鹽酸滴加速度，
故答案為：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；調節分液漏斗B的旋塞，減緩（慢）稀鹽酸滴加速度；
（3）F裝置中發生Cl₂+2KI=2KCl+I₂時，碘遇淀粉變藍，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可發生反應生成NaCl并釋放出ClO₂，根據元素守恒可知應還有水生成，該反應的離子方程式為：4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O； 在ClO₂釋放實驗中，打開E的活塞，D中發生反應，則裝置F的作用是驗證是否有ClO₂ 生成，
故答案為：4H⁺+5ClO₂^-=Cl^-+4ClO₂↑+2H₂O；檢驗是否有ClO₂生成；
（5）由圖可知，穩定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO₂，能較長時間維持保鮮所需的濃度，所以穩定劑Ⅱ好，
故答案為：穩定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO₂，能較長時間維持保鮮所需的濃度．

點評 本題以ClO₂的制備、吸收、釋放為載體考查實驗制備方案設計，為高頻考點，把握實驗基本操作、裝置的作用及物質的性質等為解答的關鍵，注意根據問題進行制備流程分析，題目難度中等．