Question

3．ClO₂與Cl₂的氧化性相近．在自來水消毒和果蔬保鮮等方面應用廣泛．某興趣小組通過如圖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的名稱是干燥管．安裝F中導管時，應選用圖2中的b．
（2）打開B的活塞，A中發生反應：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O．該反應中氧化劑與還原劑物質的量之比為1：1，為使ClO₂在D中被穩定劑充分吸收，滴加稀鹽酸的速度宜慢（填“快”或“慢”）．
（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的作用是驗證是否有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是穩定劑Ⅱ，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）在2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O反應中，NaClO₃中氯元素化合價由+5價降低為+4價，NaClO₃是氧化劑，還原產物是ClO₂；HCl中氯元素化合價由-1價升高為0價，HCl是還原劑，氧化產物是Cl₂，根據產物可知起還原劑與酸性的氯化氫各占一半；為使ClO₂在D中被穩定劑充分吸收，產生ClO₂的速率要慢；
（3）氯氣有毒，能夠與碘化鉀反應，被碘化鉀溶液吸收；
（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，據此分析書寫離子方程式； 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）儀器C具有球形特征，據此可知該儀器是干燥管；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：干燥管；b；
（2）在氧化還原反應中，反應物中元素化合價降低的物質為氧化劑，化合價升高的物質為還原劑，2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O反應中，NaClO₃中氯元素化合價由+5價降低為+4價，NaClO₃是氧化劑，還原產物是ClO₂；HCl中氯元素化合價由-1價升高為0價，HCl是還原劑，氧化產物是Cl₂，根據氧化產物是Cl₂，可知起還原劑與酸性的氯化氫各占一半，所以該反應中氧化劑與還原劑物質的量之比為1：1，為使ClO₂在D中被穩定劑充分吸收，產生ClO₂的速率要慢，
故答案為：1：1；慢；
（3）氯氣有毒，能夠與碘化鉀反應，被碘化鉀溶液吸收，所以F的作用為吸收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；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，所以穩定劑Ⅱ好，
故答案為：穩定劑Ⅱ；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、基本操作、對裝置及操作的分析評價等，注意根據問題進行制備流程分析，題目難度中等．