二氧化氯 (ClO 2 ) 是一种黄绿色气体,易溶于水,熔点为﹣ 59.5℃ ,沸点为 11.0℃ ,浓度过高时易发生分解引起爆炸,制备二氧化氯溶液的装置如图。下列说法正确的是 ( )
A . 装置 A 发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1 : 2
B . 实验中氮气的作用就是将装置内的空气排出
C . 装置 B 可以起到防止倒吸的作用
D . 当看到装置 C 中导管液面上升时应减慢氮气的通入速率
C
【分析】
氯酸钠和过氧化氢、硫酸在 A 装置反应制备二氧化氯,通入氮气防止二氧化氯浓度过高引起爆炸, B 作安全瓶,防倒吸, C 用来收集二氧化氯, D 用来吸收尾气,据此解答。
【详解】
A .装置 A 是生成 ClO 2 的装置, Cl 元素由 NaClO 3 中的 +5 价降低到 ClO 2 中的 +4 价,得到 1 个电子, NaClO 3 是氧化剂,氧元素由 H 2 O 2 中 -1 价升高到 O 2 中的 0 价,失去 2 个电子, H 2 O 2 是还原剂,根据得失电子守恒知, NaClO 3 与 H 2 O 2 的物质的量之比为 2 : 1 , A 项不符合题意;
B .由题意知,二氧化氯浓度过高易发生分解引起爆炸,通入氮气主要是为了降低二氧化氯的浓度, B 项不符合题意;
C . C 收集二氧化氯,二氧化氯易溶于水,容易发生倒吸,因此 B 装置可以起到防倒吸的作用, C 项符合题意;
D .装置 C 中导管液面上升,说明内部压强偏小,易引起倒吸,此时应加快氮气的通入速率,弥补压强的不足, D 项不符合题意;
故选 C 。
氧化还原反应:
有电子转移(得失或偏移)的反应;(无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应)
反应历程:
氧化还原反应前后,元素的氧化数发生变化。根据氧化数的升高或降低,可以将氧化还原反应拆分成两个半反应:氧化数升高的半反应,称为氧化反应;氧化数降低的反应,称为还原反应。氧化反应与还原反应是相互依存的,不能独立存在,它们共同组成氧化还原反应。
有电子转移(得失或偏移)的反应;(无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应)
电子的得失过程:
其过程用核外电子排布变化情况可表示为:
氧化还原反应中存在以下一般规律:
强弱律:氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
价态律:元素处于最高价态,只具有氧化性;元素处于最低价态,只具有还原性;处于中间价态,既具氧化性,又具有还原性。
转化律:同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的氧化数只接近而不交叉,最多达到同种价态。
优先律:对于同一氧化剂,当存在多种还原剂时,通常先和还原性最强的还原剂反应。守恒律:氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目。
氧化还原性的强弱判定:
物质的氧化性是指物质得电子的能力,还原性是指物质失电子的能力。物质氧化性、还原性的强弱取决于物质得失电子的能力(与得失电子的数量无关)。从方程式与元素性质的角度,氧化性与还原性的有无与强弱可用以下几点判定:
(1)从元素所处的价态考虑,可初步分析物质所具备的性质(无法分析其强弱)。最高价态——只有氧化性,如H2SO4、KMnO4中的S、Mn元素;最低价态,只有还原性,如Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如Fe、S、SO2等。
(2)根据氧化还原的方向判断:氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
(3)根据反应条件判断:当不同的氧化剂与同一种还原剂反应时,如氧化产物中元素的价态相同,可根据反应条件的高、低进行判断,如是否需要加热,是否需要酸性条件,浓度大小等等。
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