题目内容

二氧化氯（ClO₂）是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为-59℃，沸点为11.0℃，易溶于水．ClO₂可以看做是亚氯酸（HClO₂）和氯酸（HClO₃）的混合酸酐．工业上用稍潮湿的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃时反应制得．某学生拟用下图所示装置模拟工业制取及收集ClO₂．（夹持仪器已省略）．回答问题：
（1）B必须添加温度控制装置，应补充的装置是；A也必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的仪器是（不须填夹持仪器）．
（2）C中试剂为．C装置有缺陷需改进，改进方法为．
（3）A中反应产物有某种盐、ClO₂和CO₂等，写出相关化学方程式．
ClO₂很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO₂溶液．为测定所得溶液中ClO₂的含量，进行下列实验：准确量取ClO₂溶液10mL，稀释成100mL试样；量取V₁ mL试样加入到锥形瓶中，调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；加入淀粉指示剂，用c mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，反应原理：2Na₂S₂O₃+I₂→Na₂S₄O₆+2NaI，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂mL．
（4）滴定过程中至少须进行两次平行测定的原因是．
（5）到达滴定终点时指示剂的颜色变化为．
（6）原ClO₂溶液的浓度为 g/L（用含字母的代数式表示）．

解：（1）要控制温度必须使用温度计测量温度，在60℃时反应制得，应用水浴加热，可用烧杯（或水浴锅），二氧化氯的熔点较低，为收集二氧化氯，应在较低温度下进行，所以应该采用冰水浴，
故答案为：冰水浴；烧杯（或水浴锅），温度计；
（2）C装置是尾气处理装置，可用NaOH吸收尾气，尾气吸收时装置不能用橡皮塞，防止压强过大，应将装置与大气连通，故答案为：NaOH（溶液）；将装置与大气连通；
（3）加热60℃，氯酸钾和草酸反应生成碳酸钾、二氧化碳、二氧化氯和水，反应方程式为：2KClO₃+H₂C₂O₄=K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O，
故答案为：2KClO₃+H₂C₂O₄=K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O；
（4）为减少实验误差，应采用多次实验的方法，取平均值，故答案为：减少偶然误差；
（5）滴定终点时，I₂完全反应，溶液由蓝色变为无色，故答案为：蓝色变为无色；
（6）设原ClO₂溶液的浓度为x，
2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃
2mol 10mol
$\text{[math]}$ 1×10^-3cV₂mol
x= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ g/L，
故答案为： $\text{[math]}$ ．
分析：（1）测量温度的仪器是温度计，二氧化氯的熔点较低，为收集二氧化氯，应在较低温度下进行；
（2）C装置是尾气处理装置，可用NaOH吸收尾气，尾气吸收时装置不能用橡皮塞，防止压强过大；
（3）根据反应物、产物和反应条件写出反应方程式；
（4）多次实验可以减少误差；
（5）滴定终点时，I₂完全反应，溶液由蓝色变为无色；
（6）根据关系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃计算c（ClO₂）．
点评：本题考查实验方案的设计，同时考查学生分析问题、解决问题的能力，明确物质的性质是解本题关键，难度较大．

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