Question

1．二氧化氯（ClO₂，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑，回答下列問題：
（1）KClO₃可以和草酸（H₂C₂O₄）、硫酸反應(yīng)生成高效的消毒殺菌劑ClO₂，還生成CO₂和KHSO₄等物質(zhì)．寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2KClO₃+H₂C₂O₄+2H₂SO₄═2ClO₂+2CO₂+2KHSO₄+2H₂O．
（2）實(shí)驗(yàn)室用NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料，通過以下過程制備ClO₂：

①電解時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑．
②溶液X中大量存在的陰離子有Cl^-、OH^-．
③除去ClO₂中的NH₃可選用的試劑是c（填標(biāo)號）．
a．水  b．堿石灰  c．濃硫酸  d．飽和食鹽水
（3）用如圖裝置可以測定混合氣中ClO₂的含量：

Ⅰ．在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸：
Ⅱ．在玻璃液封裝置中加入水．使液面沒過玻璃液封管的管口；
Ⅲ．將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收；
Ⅳ．將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中：
Ⅴ．用0.1000mol•L^-1硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定錐形瓶中的溶液（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），指示劑顯示終點(diǎn)時共用去20.00mL硫代硫酸鈉溶液．在此過程中：
①錐形瓶內(nèi)ClO₂與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式為2ClO₂+10I^-+8H⁺═2Cl^-+5I₂+4H₂O．
②玻璃液封裝置的作用是吸收殘留的ClO₂氣體（避免碘的逸出）．
③V中滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色．
④測得混合氣中ClO₂的質(zhì)量為0.02700g．．

Answer 1

分析 （1）KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在酸性條件下反應(yīng)生成ClO₂、CO₂和KHSO₄，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，結(jié)合質(zhì)量守恒可書寫化學(xué)方程式；
（2）由生產(chǎn)流程可知氯化銨在鹽酸溶液中進(jìn)行電解，陰極生成氫氣，陽極生成NCl₃，電解方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，X中含Cl^-、OH^-，
①由生產(chǎn)流程可知氯化銨在鹽酸溶液中進(jìn)行電解，陰極生成氫氣，陽極生成NCl₃，電解方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
②在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，X中含Cl^-、OH^-；
③由信息可知，ClO₂易溶于水，所以不能利用水溶液吸收，氨氣為堿性氣體，利用性質(zhì)差異分離提純；
（3）①由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時生成水；
②玻璃液封裝置可防止有害氣體逸出；
③淀粉遇碘單質(zhì)變藍(lán)；
④根據(jù)關(guān)系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃計(jì)算n（ClO₂），再根據(jù)m=nM計(jì)算m（ClO₂）．

解答 解：（1）KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在酸性條件下反應(yīng)生成ClO₂、CO₂和KHSO₄，反應(yīng)的方程式為：2KClO₃+H₂C₂O₄+2H₂SO₄=2ClO₂↑+2CO₂↑+2KHSO₄+2H₂O，
故答案為：2KClO₃+H₂C₂O₄+2H₂SO₄═2ClO₂+2CO₂+2KHSO₄+2H₂O．
（2）①由生產(chǎn)流程可知氯化銨在鹽酸溶液中電解，陰極生成氫氣，陽極生成NCl₃，電解方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，
故答案為：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
②在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，發(fā)生NCl₃+NaClO₂+H₂O→ClO₂+NH₃+NaOH+NaCl，溶液X中大量存在的陰離子有Cl^-、OH^-，
故答案為：Cl^-、OH^-；
③a．ClO₂易溶于水，不能利用水吸收氨，故a錯誤；
b．堿石灰不能吸收氨氣，故b錯誤；
c．濃硫酸可以吸收氨氣，且不影響ClO₂，故c正確；
d．ClO₂易溶于水，不能利用飽和食鹽水吸收氨氣，故d錯誤；
故答案為：c；
（3）①由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時生成水，反應(yīng)離子方程式為2ClO₂+10I^-+8H⁺═2Cl^-+5I₂+4H₂O，
故答案為：2ClO₂+10I^-+8H⁺═2Cl^-+5I₂+4H₂O；
②玻璃液封裝置的作用是吸收殘留的ClO₂氣體（避免碘的逸出），故答案為：吸收殘留的ClO₂氣體（避免碘的逸出）；
③V中加入的指示劑通常為淀粉溶液，滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色，
故答案為：溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色；
④含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為0.02 L×0.1mol/L=0.002 mol，則：
根據(jù)關(guān)系式：2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃，
             2          10
        n（ClO₂）       0.002mol
所以n（ClO₂）=0.0004mol，所以m（ClO₂）=0.004 mol×67.5g/mol=0.02700g，
故答案為：0.02700．

點(diǎn)評 本題考查較為綜合，涉及物質(zhì)含量的測定以及分離等知識，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)、制備流程、發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)、計(jì)算能力的綜合考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．