Question

【題目】ClO2是國際上公認安全、無毒的綠色消毒劑，在常溫下是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體熔點為－59℃，沸點為11.0℃，易溶于水。ClO2有多種制備方法。

I.某實驗小組擬用圖示裝置模擬工業(yè)制取并收集ClO2。

(1)A裝置必須添加溫度控制裝置，除酒精燈外，還需要的玻璃儀器有燒杯、_________。

(2)B裝置必須放在冰水浴中，其原因是___________。

II.我國的科學(xué)家經(jīng)過科學(xué)探索，發(fā)現(xiàn)一種ClO2的制備方法，該方法安全性好，沒有產(chǎn)生毒副產(chǎn)品。將經(jīng)干燥空氣稀釋的氯氣通入填充有固體亞氯酸鈉(NaClO2)的反應(yīng)柱內(nèi)，即生成ClO2。

(3)化學(xué)反應(yīng)方程式為：___________。

III.以過氧化氫作還原劑，在硫酸介質(zhì)中還原NaClO3制備ClO2，并將制得的ClO2處理含CN-廢水。實驗室模擬該過程的實驗裝置(夾持裝置略)如圖所示。

(4)反應(yīng)容器B應(yīng)置于30℃左右的水浴中，目的是_________。

(5)通入氮氣的目的除了有利于將ClO2排出，還有____________。

(6)ClO2處理含CN-廢水的離子方程式為______。裝置D的作用是____________。

Answer 1

【答案】溫度計 ClO2的沸點為11.0℃，易揮發(fā)，應(yīng)充分冷卻以減少揮發(fā) 2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2 提高化學(xué)反應(yīng)速率，同時防止H2O2受熱分解(或答：高于30 ℃會導(dǎo)致H2O2分解，低于30 ℃會導(dǎo)致反應(yīng)速率較低) 稀釋ClO2，防止其發(fā)生爆炸 2CN-＋2ClO2=2CO2＋N2＋2Cl- 吸收ClO2等氣體，防止污染大氣

【解析】

(1)A裝置必須添加溫度控制裝置，需要測量溫度，所需儀器為溫度計，故本題答案為:溫度計；

(2)二氧化氯沸點較低，易揮發(fā)，收集二氧化氯，應(yīng)在較低溫度下進行，故本題答案為：ClO2的沸點為11.0℃，易揮發(fā)，應(yīng)充分冷卻以減少揮發(fā)；

(3)將氯氣通入亞氯酸鈉(NaClO2)的反應(yīng)柱內(nèi)，生成ClO2，化學(xué)反應(yīng)方程式為：2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2，故本題答案為：2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2；

(4)適當升高溫度可以提高化學(xué)反應(yīng)速率，但是注意到，本題中選用的還原劑是過氧化氫，而過氧化氫在溫度過高時會分解，所以反應(yīng)容器B置于30C左右的水浴中的目的是提高化學(xué)反應(yīng)速率，同時防止H2O2受熱分解，故本題答案為：提高化學(xué)反應(yīng)速率，同時防止H2O2受熱分解(或答：高于30 ℃會導(dǎo)致H2O2分解，低于30 ℃會導(dǎo)致反應(yīng)速率較低)；

(5)由題意可知，ClO2的體積分數(shù)在超過10%時易引起爆炸，所以通入氮氣的目的除了將ClO2排出外，還可以起到稀釋ClO2氣體的作用，防止ClO2的體積分數(shù)過高從而引起爆炸，故本題答案為：稀釋ClO2，防止其發(fā)生爆炸；

(6)ClO2具有強氧化性，能夠和具有還原性的CN-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的配平規(guī)律可得二者反應(yīng)的離子方程式為：2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl-，裝置D中盛裝的堿性溶液，可以吸收ClO2氣體，避免對空氣造成污染，故本題答案為：2CN-＋2ClO2=2CO2＋N2＋2Cl-；吸收ClO2等氣體，防止污染大氣。