Question

13．ClO₂，黄绿色易溶于水的气体，是高效、低毒的消毒剂，回答下列问题：
（1）实验室用NH₄Cl、盐酸、NaClO₂（亚氯酸钠）为原料，通过图1过程制备ClO₂：

①电解时发生反应的化学方程式为NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$3H₂↑+NCl₃．
②除去ClO₂中的NH₃可选用的试剂是（填标号）b
a．蒸馏水    b．浓硫酸    c．碱石灰   d．浓食盐水
（2）用图2装置可以测定混合气中ClO₂的含量：
Ⅰ．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸：
Ⅱ．在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；
Ⅴ．用0.2000mol•L^-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液．在此过程中：
①锥形瓶内ClO₂与碘化钾反应的离子方程式为2ClO₂+10I^-+8H⁺=4H₂O+5I₂+2Cl^-．
②玻璃液封装置的作用是吸收残留的ClO₂气体（避免碘的逸出）．
③V中加入的指示剂通常为淀粉溶液，滴定至终点的现象是溶液由蓝色变无色，且半分钟不褪色．
④测得混合气中ClO₂的质量为0.05400g．

Answer 1

分析 （1）①实验室用NH₄Cl、盐酸、NaClO₂（亚氯酸钠）为原料，通过图1过程制备ClO₂：由生产流程可知氯化铵在盐酸溶液中进行电解，阴极生成氢气，阳极生成NCl₃，在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，X中含Cl^-、OH^-；
②由信息可知，ClO₂易溶于水，所以不能利用水溶液吸收，氨气为碱性气体，利用性质差异分离提纯；
（2）①由题目信息可知，ClO₂通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，氧化I^-为I₂，自身被还原为Cl^-，同时生成水；
②玻璃液封装置可防止残留的有害气体ClO₂逸出；
③淀粉遇碘单质变蓝；
④根据关系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃计算n（ClO₂），再根据m=nM计算m（ClO₂）．

解答 解：（1）①由生产流程可知氯化铵在盐酸溶液中电解，阴极生成氢气，阳极生成NCl₃，电解方程式为NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，
故答案为：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
②a．ClO₂易溶于水，不能利用饱和食盐水吸收氨气，故a错误；
b．浓硫酸可以吸收氨气，且不影响ClO₂，故b正确；
c．碱石灰不能吸收氨气，故c错误；
d．ClO₂易溶于水，不能利用浓食盐水吸收氨，故d错误；
故答案为：b；
（2）①由题目信息可知，ClO₂通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，氧化I^-为I₂，自身被还原为Cl^-，同时生成水，反应离子方程式为2ClO₂+10I^-+8H⁺═2Cl^-+5I₂+4H₂O，
故答案为：2ClO₂+10I^-+8H⁺═2Cl^-+5I₂+4H₂O；
②玻璃液封装置的作用是吸收残留的ClO₂气体（避免碘的逸出），
故答案为：吸收残留的ClO₂气体（避免碘的逸出）；
③V中加入的指示剂通常为淀粉溶液，滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色，
故答案为：淀粉溶液；溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色；
④含有Na₂S₂O₃物质的量为0.02 L×0.2mol/L=0.004 mol，则：
根据关系式：2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃，
            2           10
        n（ClO₂）      0.004mol
所以n（ClO₂）=0.0008mol，所以m（ClO₂）=0.008 mol×67.5g/mol=0.05400g，
故答案为：0.05400．

点评 本题考查制备ClO₂、物质含量的测定，为高频考点，把握物质的性质、制备流程、发生的反应为解答的关键，侧重分析与实验、计算能力的综合考查，综合性较强，题目难度中等．