Question

【題目】二氧化氯(ClO2)是一種優(yōu)良的消毒劑，熔點(diǎn)為-59℃，沸點(diǎn)為 11℃，濃度過高時(shí)易發(fā)生分解，甚至爆炸。某課外興趣小組通過氯氣與 NaClO2溶液反應(yīng)來制取少量ClO2，裝置如下圖所示：

(1)甲裝置中圓底燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________。

(2)丙裝置中發(fā)生的反應(yīng)可能經(jīng)兩步完成，請(qǐng)將其補(bǔ)充完整：

①____________________________________________(用化學(xué)方程式表示)，

②HClO + HCl + 2NaClO2 2ClO2↑+ 2NaCl + H2O。

(3)Clˉ存在時(shí)會(huì)催化 ClO2的生成，若無乙裝置，則丙裝置內(nèi)產(chǎn)生 ClO2的速率明顯加快。乙裝置中試劑瓶?jī)?nèi)的液體是__________。戊裝置的作用是_______________________。

(4)戊裝置燒杯中 NaOH 溶液吸收 ClO2后，生成了 ClO、ClO，該反應(yīng)的離子方程式是_______________________________________。

Answer 1

【答案】4HCl（濃）+2MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O Cl2 + H2O HClO + HCl 飽和食鹽水 吸收未反應(yīng)完的氯氣和二氧化氯，防止污染環(huán)境 2ClO2 + 2OH- == ClO+ ClO + H2O

【解析】

（1）甲裝置中二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成MnCl2、Cl2和H2O；

（2）由第②步反應(yīng)中反應(yīng)物可知，第①步是氯氣與水反應(yīng)生成HCl和HClO；

（3）由題干信息可知，裝置乙的作用是除Cl2中HCl，分析乙裝置內(nèi)液體；裝置戊的作用是吸收尾氣；

（4）NaOH溶液吸收ClO2后，生成了ClO2－、ClO3－，根據(jù)化合價(jià)升降守恒、電荷守恒、原子守恒配平。

（1）甲裝置中二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成MnCl2、Cl2和H2O，反應(yīng)方程式為：4HCl（濃）+2MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O；

（2）由第②步反應(yīng)中反應(yīng)物可知，第①步是氯氣與水反應(yīng)生成HCl和HClO，反應(yīng)方程式為：Cl2 + H2OHClO + HCl；

（3）Clˉ存在時(shí)會(huì)催化ClO2的生成，若無乙裝置，則丙裝置內(nèi)產(chǎn)生ClO2的速率明顯加快導(dǎo)致ClO2濃度過高，易發(fā)生分解甚至爆炸，故裝置乙的作用是除Cl2中HCl，可選用試劑為飽和食鹽水；氯氣和二氧化氯均為有毒氣體，不能直接排放至空氣中，因此需要進(jìn)行尾氣處理，故裝置丙的作用是：吸收未反應(yīng)完的氯氣和二氧化氯，防止污染環(huán)境；

（4）NaOH溶液吸收ClO2后，生成了ClO2－、ClO3－，ClO2被氧化為ClO3－（化合價(jià)升高1），ClO2同時(shí)被還原為ClO2－（化合價(jià)降低1），根據(jù)化合價(jià)升降守恒和電荷守恒、原子守恒配平可得其反應(yīng)的離子方程式：2ClO2 + 2OH- ==ClO2－＋ClO3－＋H2O