Question

【题目】ClO2是一种优良的消毒剂，浓度过高时易发生分解，常将其制备成NaClO2固体以便运输和贮存。过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图1所示。

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

2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O

ClO2熔点-59℃、沸点11℃；H2O2沸点150℃

请回答：

⑴仪器A的作用是_____；冰水浴冷却的目的是_____(写出两种)。

⑵空气流速过快或过慢，均降低NaClO2产率，试解释其原因______。

(3)Cl-存在时会催化ClO2的生成。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸，ClO2的生成速率大大提高，并产生微量氯气。该过程可能经两步反应完成，将其补充完整：①_____(用离子方程式表示)，②H2O2+Cl2=2Cl-+O2+2H+。

(4) H2O2浓度对反应速率有影响。通过图2所示装置将少量30% H2O2溶液浓缩至40%，B处应增加一个设备。该设备的作用是______，馏出物是_______。

(5)抽滤法分离NaClO2过程中，下列操作不正确的是_______

A.为防止滤纸被腐蚀，用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤

B.先转移溶液至漏斗，待溶液快流尽时再转移沉淀

C.洗涤沉淀时，应使洗涤剂快速通过沉淀

D.抽滤完毕，断开水泵与吸滤瓶间的橡皮管后，关闭水龙头

Answer 1

【答案】 防倒吸 防止H2O2分解，使ClO2液化，促进ClO2的吸收 过慢会导致反应的三颈烧瓶内ClO2浓度过高，发生分解，产率降低；过快则反应物反应不充分 2ClO3-+2Cl-+4H+=Cl2+2ClO2+2H2O 减少体系内压强，降低H2O的沸点(促进H2O蒸出，同时减少H2O2的受热分解等合理答案亦可) H2O C

【解析】（1）仪器A是安全瓶，作用是防倒吸；双氧水易分解，ClO2的熔点降低，因此冰水浴冷却的目的是防止H2O2分解，使ClO2液化，促进ClO2的吸收。（2）如果空气流速过慢会导致反应的三颈烧瓶内ClO2浓度过高，发生分解，产率降低；空气流速过快则反应物反应不充分，原料利用率不高。（3）Cl-存在时会催化ClO2的生成，根据第二步反应可知产生氯离子，因此第一步是消耗氯离子，离子方程式为2ClO3-+2Cl-+4H+=Cl2+2ClO2+2H2O。（4）由于是浓缩双氧水，则馏出物是水，而双氧水易分解，因此该设备的作用是减少体系内压强，降低H2O的沸点(促进H2O蒸出，同时减少H2O2的受热分解等)。（5）A.为防止滤纸被腐蚀，用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤，A正确；B.先转移溶液至漏斗，待溶液快流尽时再转移沉淀，B正确；C.洗涤沉淀时，应将少量溶剂洒到固体上，静置片刻，再将其抽干，C错误；D.抽滤完毕，为防止水倒吸到抽滤瓶内，应断开水泵与吸滤瓶间的橡皮管后，关闭水龙头，D正确，答案选C。