Question

【題目】ClO2是一種優良的消毒劑，濃度過高時易發生分解，常將其制備成NaClO2固體以便運輸和貯存。過氧化氫法制備NaClO2固體的實驗裝置如圖1所示。

已知：2NaClO2+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O

2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O

ClO2熔點-59℃、沸點11℃；H2O2沸點150℃

請回答：

⑴儀器A的作用是_____；冰水浴冷卻的目的是_____(寫出兩種)。

⑵空氣流速過快或過慢，均降低NaClO2產率，試解釋其原因______。

(3)Cl-存在時會催化ClO2的生成。反應開始時在三頸燒瓶中加入少量鹽酸，ClO2的生成速率大大提高，并產生微量氯氣。該過程可能經兩步反應完成，將其補充完整：①_____(用離子方程式表示)，②H2O2+Cl2=2Cl-+O2+2H+。

(4) H2O2濃度對反應速率有影響。通過圖2所示裝置將少量30% H2O2溶液濃縮至40%，B處應增加一個設備。該設備的作用是______，餾出物是_______。

(5)抽濾法分離NaClO2過程中，下列操作不正確的是_______

A.為防止濾紙被腐蝕，用玻璃纖維代替濾紙進行抽濾

B.先轉移溶液至漏斗，待溶液快流盡時再轉移沉淀

C.洗滌沉淀時，應使洗滌劑快速通過沉淀

D.抽濾完畢，斷開水泵與吸濾瓶間的橡皮管后，關閉水龍頭

Answer 1

【答案】 防倒吸 防止H2O2分解，使ClO2液化，促進ClO2的吸收 過慢會導致反應的三頸燒瓶內ClO2濃度過高，發生分解，產率降低；過快則反應物反應不充分 2ClO3-+2Cl-+4H+=Cl2+2ClO2+2H2O 減少體系內壓強，降低H2O的沸點(促進H2O蒸出，同時減少H2O2的受熱分解等合理答案亦可) H2O C

【解析】（1）儀器A是安全瓶，作用是防倒吸；雙氧水易分解，ClO2的熔點降低，因此冰水浴冷卻的目的是防止H2O2分解，使ClO2液化，促進ClO2的吸收。（2）如果空氣流速過慢會導致反應的三頸燒瓶內ClO2濃度過高，發生分解，產率降低；空氣流速過快則反應物反應不充分，原料利用率不高。（3）Cl-存在時會催化ClO2的生成，根據第二步反應可知產生氯離子，因此第一步是消耗氯離子，離子方程式為2ClO3-+2Cl-+4H+=Cl2+2ClO2+2H2O。（4）由于是濃縮雙氧水，則餾出物是水，而雙氧水易分解，因此該設備的作用是減少體系內壓強，降低H2O的沸點(促進H2O蒸出，同時減少H2O2的受熱分解等)。（5）A.為防止濾紙被腐蝕，用玻璃纖維代替濾紙進行抽濾，A正確；B.先轉移溶液至漏斗，待溶液快流盡時再轉移沉淀，B正確；C.洗滌沉淀時，應將少量溶劑灑到固體上，靜置片刻，再將其抽干，C錯誤；D.抽濾完畢，為防止水倒吸到抽濾瓶內，應斷開水泵與吸濾瓶間的橡皮管后，關閉水龍頭，D正確，答案選C。