Question

【題目】亞氯酸鈉（NaClO2）是一種重要的含氯消毒劑，在水中溶解度較大，遇酸放出ClO2，是一種高效的氧化劑和優質漂白劑，可用于各種纖維和某些食品的漂白。過氧化氫法制備NaClO2固體的實驗裝置如圖所示：

已知：

①ClO2的熔點為-59℃、沸點為11℃，極易溶于水，遇熱水、見光易分解；氣體濃度較大時易發生分解，若用空氣、CO2、氮氣等氣體稀釋時，爆炸性則降低。

②2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O

請回答：

(1)按上圖組裝好儀器后，首先應該進行的操作是____；裝置B的作用是___；冰水浴冷卻的主要目的不包括_（填字母）。

a．減少H2O2的分解 b．降低ClO2的溶解度 c．減少ClO2的分解

(2)ClO2是合成NaClO2的重要原料，寫出三頸燒瓶中生成ClO2的化學方程式： ____。

(3)裝置C中加入NaOH溶液的目的除了作反應物外，還因為_____。空氣的流速過慢或過快都會影響NaClO2的產率，試分析原因：________。

(4)該套裝置存在的明顯缺陷是_________。

(5)為防止生成的NaClO2固體被繼續還原為NaCl，所用還原劑的還原性應適中。除H2O2外，還可以選擇的還原劑是_（填字母）

A．過氧化鈉 B．硫化鈉 C．氯化亞鐵 D．高錳酸鉀

(6)若mg NaClO3(s)最終制得純凈的n g NaClO2(s)，則NaClO2的產率是_×100%。

Answer 1

【答案】檢查裝置的氣密性 防止倒吸 b 2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O NaClO2遇酸放出ClO2 空氣流速過慢時，ClO2不能及時被移走，濃度過高導致分解爆炸；空氣流速過快時，ClO2不能被充分吸收，NaClO2的產率下降 沒有處理尾氣 A 或或(或其他合理答案)

【解析】

在裝置內，NaClO3與H2SO4的混合液中滴加H2O2，發生反應2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O，生成的ClO2與O2的混合氣隨空氣排出進入B裝置；B裝置的進、出氣導管都很短，表明此裝置為防倒吸裝置，混合氣進入C中，發生反應2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O，ClO2的熔點低，遇熱水、見光易分解，所以應使用冰水浴，以降低氣體的溫度；氣體濃度較大時易發生分解，若用空氣、CO2、氮氣等氣體稀釋時，爆炸性則降低，則需控制氣體的流速不能過慢，但過快又會導致反應不充分，吸收效率低。ClO2氣體會污染大氣，應進行尾氣處理。

(1)制取氣體前，為防漏氣，應在組裝好儀器后，進行的操作是檢查裝置的氣密性；由以上分析知，裝置B的作用是防止倒吸；冰水浴冷卻氣體，可減少H2O2的分解、減少ClO2的分解，ClO2為氣體，降溫有利于氣體的溶解，不可能降低ClO2的溶解度，所以主要目的不包括b。答案為：檢查裝置的氣密性；防止倒吸；b；

(2)ClO2是合成NaClO2的重要原料，三頸燒瓶中NaClO3與H2SO4的混合液中滴加H2O2，發生反應生成ClO2的化學方程式為2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O。答案：2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O；

(3)因為NaClO2遇酸會放出ClO2，所以裝置C中加入NaOH溶液的目的除了作反應物外，還因為NaClO2遇酸放出ClO2，加堿可改變環境，使NaClO2穩定存在。空氣的流速過慢或過快都會影響NaClO2的產率，原因是：空氣流速過慢時，ClO2不能及時被移走，濃度過高導致分解爆炸；空氣流速過快時，ClO2不能被充分吸收，NaClO2的產率下降。答案為：NaClO2遇酸放出ClO2；空氣流速過慢時，ClO2不能及時被移走，濃度過高導致分解爆炸；空氣流速過快時，ClO2不能被充分吸收，NaClO2的產率下降；

(4) ClO2氣體會污染大氣，應進行尾氣處理，所以該套裝置存在的明顯缺陷是沒有處理尾氣。答案為：沒有處理尾氣；

(5)A．過氧化鈉與水反應，可生成H2O2和NaOH，其還原能力與H2O2相似，A符合題意；

B．硫化鈉具有強還原性，能將NaClO2固體還原為NaCl，B不合題意；

C．氯化亞鐵具有較強還原性，能將NaClO2固體還原為NaCl，C不合題意；

D．高錳酸鉀具有強氧化性，不能將NaClO2固體還原，D不合題意；

故選A。答案為：A；

(6)可建立如下關系式：NaClO3(s)—ClO2—NaClO2(s)，從而得出NaClO2(s)的理論產量為：=g，NaClO2的產率是=×100%。答案為：或或(或其他合理答案)。