二氧化氯(ClO2)是一種高效消毒劑,易溶于水,沸點為11.0℃,極易爆炸。在干燥空氣稀釋條件下,用干燥的氯氣與固體亞氯酸鈉制備二氧化氯,裝置如圖:
(1)儀器a的名稱為
分液漏斗
分液漏斗
,裝置A中反應(yīng)的離子方程式為 MnO
2+4H
++2Cl
-Mn
2++Cl
2↑+2H
2O
MnO
2+4H
++2Cl
-Mn
2++Cl
2↑+2H
2O
。
(2)試劑X是 飽和食鹽水
飽和食鹽水
。
(3)裝置D中冰水的主要作用是 常溫下二氧化氯為氣態(tài),用冰水將其冷凝為液態(tài),以防爆炸
常溫下二氧化氯為氣態(tài),用冰水將其冷凝為液態(tài),以防爆炸
。裝置D內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為 2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2
2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2
。
(4)裝置E中主要反應(yīng)的離子方程式為:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
。
(5)已知NaClO2飽和溶液在不同溫度時析出的晶體情況如表。
溫度 |
<38℃ |
38℃~60℃ |
>60℃ |
析出晶體 |
NaClO2?3H2O |
NaClO2 |
分解成NaClO3和NaCl |
利用NaClO
2溶液制得NaClO
2晶體的操作步驟:55℃蒸發(fā)結(jié)晶、
趁熱過濾
趁熱過濾
、38~60℃的溫水洗滌、低于60℃干燥。
(6)工業(yè)上也常用以下方法制備ClO
2。
①酸性條件下雙氧水與NaClO
3反應(yīng),則反應(yīng)的離子方程式為
2ClO3-+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O
2ClO3-+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O
。
②如圖所示為直接電解氯酸鈉、自動催化循環(huán)制備高純ClO
2的實驗。則陰極電極反應(yīng)式為
ClO2+e-=ClO2-
ClO2+e-=ClO2-
。