Question

【題目】為了減少“84”消毒液對物品的腐蝕，天津一中高三師生給教室消毒使用的是二氧化氯泡騰片。二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體 ，其熔點為 -59℃，沸點為11.0℃，易溶于水。是目前國際上公認(rèn)的新—代高效、廣譜、安全的殺菌、保鮮劑，在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑。與(Cl2)相比(ClO2)不但具有更顯著的殺菌能力，而且不會產(chǎn)生對人體有潛在危害的有機氯代物。

(1)我國最近成功研制出制取ClO2的新方法，其反應(yīng)的微觀過程如圖所示：

該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ____________。

Ⅰ.ClO2是—種優(yōu)良的消毒劑 ，濃度過高時易發(fā)生分解，為了運輸和貯存便利常將其制成NaClO2固體 ，模擬工業(yè)上用過氧化氫法制備NaClO2固體的實驗裝置如圖所示：

已知：H2O2沸點 150℃；A中的化學(xué)方程式：2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O

(2)NaClO3放入儀器 A中，儀器B中的藥品是________(寫化學(xué)式)。

(3)如果儀器B 改成分液漏斗，實驗過程中可能會出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象_______。

(4)向 A 裝詈中通入空氣，其作用是趕出ClO2然后通過C 再到 D 中反應(yīng)。通空氣不能過快的，空氣流速過快時ClO2不能被充分吸收；通空氣也不能過慢，其原因是_________。

(5)冰水浴冷卻的目的是_____。

a.降低NaClO2的溶解度 b.減少H2O2的分解

c.使ClO2變?yōu)橐簯B(tài) d. 加快反應(yīng)速率

Ⅱ.“穩(wěn)定性二氧化氯溶液”是淡黃色透明液體，廣泛應(yīng)用于食品衛(wèi)生等領(lǐng)域的殺菌消毒。ClO2穩(wěn)定性較差，“穩(wěn)定性二氧化氯溶液”是以碳酸鈉為穩(wěn)定劑，有效成分為NaClO2。

某合作學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬證實其中的有效成分并測定二氧化氯的含量(用樣品和酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氯的質(zhì)量與樣品質(zhì)量的比值來衡量)。請回答下列問題：

(6)為證實“穩(wěn)定性二氧化氯溶液”中含有鈉離子，方法是：______。

(7)為測定“穩(wěn)定性二氧化氯溶液”中二氧化氯的含量，現(xiàn)進行以下操作：①取 mg(2g 左右)試樣，置于燒瓶中，向分液漏斗中加入10mL鹽酸溶液 ；②在錐形瓶中加入4g 碘化鉀，用 100 mL水溶解后 ，再加 3 mL 硫酸溶液 ；③ 在玻璃液封管中加入水；④將分液漏斗中的鹽酸溶液放入燒瓶中，關(guān)閉旋塞。緩慢加熱燒瓶，使產(chǎn)生的二氧化氯氣體全部通過導(dǎo)管在錐形瓶中被吸收；⑤將玻璃液封管中的水封液倒入錐形瓶中，加入幾滴淀粉溶液，用cmo l/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色消失 ()， 共用去VmL 硫代硫酸鈉溶液。

①NaClO2與鹽酸反應(yīng)生成ClO2(還原產(chǎn)物為Cl-)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_______；

②ClO2通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，二氧化氯被還原為氯離子，該反應(yīng)的離子方程式為：_______。

③“穩(wěn)定性二氧化氯溶液”中，ClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____(用m、c、V表示)。

Answer 1

【答案】2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2 H2O2 液體無法順利滴落 空氣流速過慢時，ClO2不能及時被移走，濃度過高導(dǎo)致分解 abc 焰色反應(yīng)或焰色試驗 5NaClO2+4HCl=4ClO2+5NaCl+2H2O 2ClO2+10I-+8H+=2C1-+5I2+4H2O %

【解析】

根據(jù)微觀結(jié)構(gòu)分析得出反應(yīng)的化學(xué)方程式。利用反應(yīng)2NaClO3+ H2O2+ H2SO4= 2ClO2↑+ O2↑ +Na2SO4+2H2O制得ClO2，利用空氣將生成的ClO2吹出與氫氧化鈉、雙氧水反應(yīng)生成NaClO2，利用冰水浴將ClO2變?yōu)橐后w，降低雙氧水分解，利于生成NaClO2，將NaClO2與鹽酸反應(yīng)生成ClO2，ClO2與KI反應(yīng)生成單質(zhì)碘，淀粉作指示劑用硫代硫酸鈉進行滴定。

(1)根據(jù)微觀結(jié)構(gòu)分析反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2；

(2)根據(jù)A中反應(yīng)物，得出儀器B中的藥品是H2O2；

(3)如果儀器B 改成分液漏斗，分液漏斗和三頸燒瓶中的壓強不相同，因此實驗過程中可能會出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象液體無法順利滴落；

(4)向 A 裝詈中通入空氣，其作用是趕出ClO2然后通過C 再到 D 中反應(yīng)。通空氣不能過快的，空氣流速過快時ClO2不能被充分吸收；通空氣也不能過慢，根據(jù)題中信息ClO2是—種優(yōu)良的消毒劑 ，濃度過高時易發(fā)生分解，因此空氣流速過慢時，ClO2不能及時被移走，濃度過高導(dǎo)致分解；

(5)根據(jù)題中信息二氧化氯(ClO2)沸點為11.0℃，易溶于水，因此冰水浴冷卻的目的是使ClO2變?yōu)橐簯B(tài)，更充分的反應(yīng)生成的NaClO2，減少H2O2的分解，提高利用率，降低NaClO2的溶解度，使的更利于生成NaClO2；故答案為abc；

(6)為證實“穩(wěn)定性二氧化氯溶液”中含有鈉離子，方法是：焰色反應(yīng)或焰色試驗；

(7)①NaClO2與鹽酸反應(yīng)生成ClO2、NaCl和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：5NaClO2+4HCl=4ClO2+5NaCl+2H2O；

②ClO2通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，二氧化氯被還原為氯離子，碘離子變?yōu)閱钨|(zhì)碘，反應(yīng)的離子方程式為：2ClO2+10I-+8H+=2C1-+5I2+4H2O；

③“穩(wěn)定性二氧化氯溶液”中，根據(jù)ClO2～5，n(ClO2) =×c molL1×V×103L =mol，ClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。