Question

【題目】ClO2熔點為-59.5℃，沸點為11.0℃，溫度過高可能引起爆炸，易溶于水，易與堿液反應。工業(yè)上用潮濕的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃時反應制得。某同學設計了如圖裝置來制取、收集ClO2并測定其質量。

實驗I：制取并收集ClO2，裝置如圖所示。

(1)裝置A除酒精燈外，還必須添加__________裝置，目的是____________。裝置B應該添加_____________(填“冰水浴”、“沸水浴”或“60℃的熱水浴”)裝置。

(2)裝置A中反應產物有K2CO3、ClO2和CO2等，請寫出該反應的化學方程式_____________。

實驗II：測定ClO2的質量，裝置如圖所示。過程如下：

①在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用100mL水溶解后，再加硫酸溶液；

②按照如圖組裝好儀器：在玻璃液封管中加入水，浸沒導管口；

③將生成的ClO2氣體由導管通入錐形瓶的溶液中，充分吸收后，把玻璃液封管中的水封液倒入錐形瓶中，再向錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液；

④用cmol/L Na2S2O3標準液滴定錐形瓶中的液體，共用去VmL Na2S2O3溶液(已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。

(3)裝置中玻璃液封管的作用是______________。

(4)滴定終點的現(xiàn)象是___________________。

(5)測得通入ClO2的質量m (ClO2)=_______(用整理過的含的代數(shù)式表示)。

(6)判斷下列操作對m (ClO2)測定結果的影響(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

①若在配制Na2S2O3標準溶液時，燒杯中的溶液有少量濺出，則測定結果________。

②若在滴定終點讀取滴定管刻度時，俯視標準液液面，則測定結果_________。

Answer 1

【答案】溫度控制 使反應發(fā)生(或正常進行)，并防止溫度過高引起爆炸 冰水浴 2KClO3+H2C2O4K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O 用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內外壓強相等 當?shù)稳?/span>(最后)一滴標準液時，溶液由藍色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內不褪色，說明滴定至終點 1.35cV×10-2g 偏高 偏低

【解析】

(1)二氧化氯(ClO2)沸點為11℃，用氯酸鉀粉末與草酸在60℃時反應可生成二氧化氯等物質，裝置A必須添加溫度控制裝置，需溫度計，ClO2溫度過高可能引起爆炸，其溫度要保持60-80℃之間，ClO2的沸點低，用冰水可以使ClO2冷凝為液體；

(2)KClO3和草酸發(fā)生氧化還原反應生成ClO2、K2CO3、CO2和H2O，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒書寫方程式；

(3)用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內外壓強相等；

(4)溶液由藍色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內不褪色，說明滴定至終點；

(5)根據(jù)關系式2ClO2～5I2～10Na2S2O3計算n(ClO2)，再根據(jù)m=nM計算m(ClO2)；

(6)根據(jù)關系式2ClO2～5I2～10Na2S2O3判斷，若操作使Na2S2O3偏少，則ClO2偏低；若操作使Na2S2O3偏大，則ClO2偏高。

(1)二氧化氯(ClO2)沸點為11℃，用氯酸鉀粉末與草酸在60℃時反應可生成二氧化氯等物質，裝置A必須添加溫度控制裝置，所以裝置A中還應安裝的玻璃儀器是溫度計；ClO2熔點為-59℃，沸點為11.0℃，溫度過高可能引起爆炸，其溫度要保持60-80℃之間，控制溫度的目的是使反應發(fā)生(或正常進行)，并防止溫度過高引起爆炸，ClO2的沸點：11.0℃，沸點低，用冰水可以使ClO2冷凝為液體，收集在試管中或常溫下二氧化氯為氣態(tài)，裝置B使用冰水浴裝置，進行降溫處理；

(2)KClO3和草酸發(fā)生氧化還原反應生成ClO2、K2CO3、CO2和H2O，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒書寫方程式2KClO3+H2C2O4K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O；

(3)裝置中玻璃液封管的作用是，用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶內外壓強相等；

(4)當?shù)稳?/span>(最后)一滴標準液時，溶液由藍色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內不褪色，說明滴定至終點；

(5)VmLNa2S2O3溶液含有Na2S2O3物質的量n(Na2S2O3)=V10-3 L×cmol/L=cV10-3 mol．則：

根據(jù)關系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，

2 10

n(ClO2) cV10-3 mol

所以n(ClO2)=n(Na2S2O3)=×cV10-3 mol，所以m(ClO2)=n(ClO2) M=×cV10-3 mol×67.5g/mol=1.35cV×10-2g；

(6)①若在配制Na2S2O3標準溶液時，燒杯中的溶液有少量濺出，使標準溶液的濃度減小，消耗的體積增大，則測定結果中ClO2的含量偏高；

②若在滴定終點讀取滴定管刻度時，俯視標準液液面，讀取的體積比實際體積偏小，導致測定結果中ClO2的含量偏低。