Question

二氧化氯（ClO₂）是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，其熔點(diǎn)為-59℃，沸點(diǎn)為11.0℃，易溶于水。工業(yè)上用稍潮濕的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃時(shí)反應(yīng)制得。某學(xué)生擬用左下圖所示裝置模擬工業(yè)制取并收集ClO₂。

（1）A中反應(yīng)產(chǎn)物有K₂CO₃、ClO₂和CO₂等，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：                                                    。

（2）A必須添加溫度控制裝置，除酒精燈、燒杯外，還需要的玻璃儀器有       ，B也必須添加溫度控制裝置，應(yīng)該是         (選填“冰水浴”或“熱水浴”)裝置。

（3）反應(yīng)后在裝置C中可得NaClO₂溶液。已知NaClO₂飽和溶液中在溫度低于38℃時(shí)析出晶體是NaClO₂·3H₂O，在溫度高于38℃時(shí)析出晶體是NaClO₂。根據(jù)上圖所示的NaClO₂的溶解度曲線，請(qǐng)補(bǔ)充從NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶體的操作步驟：

①              ；②            ；③洗滌；④干燥。

（4）ClO₂很不穩(wěn)定，需隨用隨制，用水吸收得到ClO₂溶液。為測(cè)定所得溶液中ClO₂的含量，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：

步驟1：準(zhǔn)確量取ClO₂溶液10 mL，稀釋成100 mL試樣；量取V₁mL試樣加入錐形瓶中；

步驟2：調(diào)節(jié)試樣的pH≤2.0，加入足量的KI晶體，靜置片刻；此時(shí)發(fā)生的離子方程式為：                                   ；

步驟3：加入淀粉指示劑，用c mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。則原ClO₂溶液的濃度為    g／L（用含字母的代數(shù)式表示）。

（已知2 Na₂S₂O₃+I₂= Na₂S₄O₆+2NaI）

 

Answer 1

【答案】

 （1）2KClO₃ + H₂C₂O₄  K₂ CO₃ + CO₂↑+ 2ClO₂↑+ H₂O（2分）

（2）溫度計(jì)（1分）    冰水�。�1分）

（3）①蒸發(fā)結(jié)晶（1分）    ②趁熱過(guò)濾（1分）

（4）①2ClO₂  + 10I^－ ＋ 8H⁺  = 2Cl^－＋5I ₂+ 4H₂O（2分）   

 ②135cV₂/ V₁（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)化合價(jià)升高價(jià)數(shù)和降低價(jià)數(shù)相等配平可得化學(xué)方程式：2KClO₃ + H₂C₂O₄  K₂ CO₃ + CO₂↑+ 2ClO₂↑+ H₂O

（2）該反應(yīng)溫度為60℃，水浴加熱，還需要溫度計(jì)；B處冷卻ClO₂，為 冰水浴裝置。

（3）因?yàn)镹aClO₂飽和溶液中在溫度低于38℃時(shí)析出晶體是NaClO₂·3H₂O，在溫度高于38℃時(shí)析出晶體是NaClO₂，所以應(yīng)先蒸發(fā)結(jié)晶、再趁熱過(guò)濾。

（4）①ClO₂具有氧化性，可把I‾氧化為I₂，配平可得離子方程式：2ClO₂  + 10I^－ ＋ 8H⁺  = 2Cl^－＋5I ₂+ 4H₂O

②ClO₂溶液與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式8H⁺ + 2ClO₂ + 10I^－＝４H₂O + 5I₂ + 2Cl^－，I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－，即有ClO₂～5S₂O₃^2－，原ClO₂溶液的濃度為（cV₂/5V₁）×10×67.5=135cV₂/ V₁。

考點(diǎn)：本題考查化學(xué)方程式的配平、基本實(shí)驗(yàn)儀器、基本操作、根據(jù)方程式的計(jì)算。