Question

二氧化氯（ClO₂）作为一种高效强氧化剂，已被联合国世界卫生组织（WHO）列为AI级安全消毒剂．常温下二氧化氯为黄绿色或橘黄色气体，性质非常不稳定．温度过高，二氧化氯的水溶液有可能爆炸．某研究小组设计如图所示实验制备ClO₂．
（1）如图，在烧瓶中先放入一定量的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄），然后再加入足量的稀硫酸，水浴加热．反应后产物中有ClO₂、CO₂和一种酸式盐，该反应的化学方程式为：______，
氧化产物与还原产物的物质的量之比为______．
（2）控制水浴温度在60～80℃之间的目的是______，
图示装置中缺少的一种必须的玻璃仪器是______．
（3）A装置用于吸收产生的二氧化氯，其中最好盛放______．（填序号）
①60℃的温水　②冰水　　③饱和食盐水
（4）将二氧化氯溶液加入到硫化氢溶液中，所得溶液中加入少量氯化钡溶液，有白色沉淀生成．请写出二氧化氯溶液和硫化氢溶液反应的化学方程式______．

Answer 1

解：（1）KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在酸性条件下反应生成ClO₂、CO₂和KHSO₄，反应的方程式为2KClO₃+H₂C₂O₄+2H₂SO₄2ClO₂↑+2CO₂↑+2KHSO₄+2H₂O，氧化产物为CO₂，还原产物为ClO₂，二者物质的量之比为1：1，
故答案为：2KClO₃+H₂C₂O₄+2H₂SO₄2ClO₂↑+2CO₂↑+2KHSO₄+2H₂O；1：1；
（2）由体给信息可知，温度过高，二氧化氯的水溶液有可能爆炸，应降低反应温度，温度低于100℃的水浴加热应用温度计控制温度，
故答案为：使反应正常进行，并防止温度过高引起爆炸；温度计；
（3）为防止在较高温度下发生爆炸，应用冷水吸收，故答案为：②；
（4）将二氧化氯溶液加入到硫化氢溶液中，所得溶液中加入少量氯化钡溶液，有白色沉淀生成，说明二氧化氯和硫化氢发生氧化还原生成SO₄^2-，反应的离子方程式为5H₂S+8ClO₂+4H₂O=5SO₄^2-+8Cl^-+18H⁺，
故答案为：5H₂S+8ClO₂+4H₂O=5SO₄^2-+8Cl^-+18H⁺．
分析：（1）KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在酸性条件下反应生成ClO₂、CO₂和KHSO₄，发生氧化还原反应，结合质量守恒可书写化学方程式；结合方程式判断氧化产物和还原产物的物质的量之比；
（2）温度过高，二氧化氯的水溶液有可能爆炸，应降低反应温度，温度低于100℃的水浴加热应用温度计控制温度；
（3）为防止在较高温度下发生爆炸，应用冷水吸收；
（4）有白色沉淀生成，说明生成SO₄^2-，根据反应物和生成物可确定反应的离子方程式．
点评：本题考查制备实验的设计，题目难度中等，本题注意根据题目所给信息判断可能的反应，以此书写反应的方程式，为该题的易错点，答题时注意体会．