题目内容
【题目】ClO2是一种优良的消毒剂，常用于自来水的消毒，其沸点为9.9℃，可溶于水，有毒，浓度较高时易发生爆炸。某学习小组在实验室通过反应30NaClO3 +20H2SO4(浓) +7CH3OH = 30ClO2↑+6HCOOH +10Na3H(SO4)2 + CO2↑+23H2O制备ClO2，并将其转化为便于运输和贮存的NaClO2固体，实验装置如下图所示。请回答下列问题：
（1）试剂X的名称为________________；盛放该试剂的仪器的名称为_____________。
（2）实验过程中需持续通入一定量的CO2，其目的是__________________；反应结束后需再通入一定量的CO2，其目的是_________________________。
（3）装置C中生成NaClO2的离子方程式为________________________________。
（4）设计实验证明NaClO2溶液具有氧化性：__________________________。（可供选的试剂：稀HNO3、稀H2SO4、K2SO3溶液、BaCl2、FeCl2溶液、KSCN溶液）
（5）上述装置存在一处明显的缺陷，其改进措施为_____________________________。
（6）某同学欲测定经ClO2消毒过的自来水中ClO2残留量，他进行了如下实验：
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.向锥形瓶中加入20.00mL自然水；
Ⅲ.用0.1000mol·L－1 Na2S2O3溶液测定锥形瓶中生成I2的量（I2+2S2O32－=2I－+S4O62－），共用去amLNa2S2O3溶液。
①盛放Na2S2O3溶液的仪器为___________（填“酸式”或“碱式”）滴定管。
②水样中ClO2的含量为____________g/L。
【答案】浓硫酸 分液漏斗 使ClO2中混有一定量的CO2，防止ClO2浓度过高易发生爆炸 需将装置中残留的ClO2吹入装置C中参与反应，提高原料的利用率 2OH-+2ClO2+H2O2=2ClO2-+O2
+2H2O 向FeCl2和KSCN的混合溶液中加入NaClO2溶液溶液，如果溶液变红，证明NaClO2溶液具有氧化性；也可以向淀粉-KI溶液中加入NaClO2溶液，如果变蓝，说明NaClO2溶液具有氧化性 接一个装有NaOH溶液的洗气瓶进行尾气处理 碱式 0.0675a
【解析】
本题考查物质制备的知识。根据ClO2的制备原理和性质及装置图分析，A为制取CO2的装置，B为制取NaClO2装置，C为制取ClO2装置。根据ClO2浓度过大而发生爆炸的性质，选择A制取CO2通入降低ClO2的浓度，为了提高原料的利用率，需将装置中残留的ClO2吹入装置C中参与反应。因为ClO2有毒，要进行尾气处理。
(1)液体试剂混合时，应将密度大的液体加入到密度小的液体中,联系浓硫酸稀释时要做到“酸入水”，故试剂X的名称为浓硫酸;盛放浓硫酸的仪器为分液漏斗。答案：浓硫酸；分液漏斗。
(2) ClO2浓度较高时易发生爆炸,故实验过程中需持续通入一定量的CO2；反应结束后,为提高原料的利用率,需将装置中残留的ClO2吹入装置C中参与反应。答案：使ClO2中混有一定量的CO2，防止ClO2浓度过高易发生爆炸；需将装置中残留的ClO2吹入装置C中参与反应，提高原料的利用率。
(3)装置C中发生ClO2与H2O2在碱性条件下反应生成NaClO2和氧气，化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O,离子方程式为：2OH-+2ClO2+H2O2=2ClO2-+O2+2H2O；答案：2OH-+2ClO2+H2O2=2ClO2-+O2+2H2O；。
（4）向FeCl2和KSCN的混合溶液中加入NaClO2溶液溶液，如果溶液变红，证明NaClO2溶液具有氧化性；也可以向淀粉-KI溶液中加入NaClO2溶液，如果变蓝，说明NaClO2溶液具有氧化性；答案：向FeCl2和KSCN的混合溶液中加入NaClO2溶液溶液，如果溶液变红，证明NaClO2溶液具有氧化性；也可以向淀粉-KI溶液中加入NaClO2溶液，如果变蓝，说明NaClO2溶液具有氧化性；
（5）上述装置存在一处明显的缺陷是缺少尾气处理装置，其改进措施是在C后接一个装有NaOH溶液的洗气瓶，吸收未参与反应的ClO2；答案：接一个装有NaOH溶液的洗气瓶进行尾气处理。
（6）①因为Na2S2O3溶液显碱性，所以应用碱式滴定管装Na2S2O3溶液。答案：碱式。
②根据电子守恒确定关系式为10S2O32－
I2
2ClO2
消耗0.1000mol·L－1 Na2S2O3溶液amL则消耗n(ClO2)=2a
10-5mol,水样中ClO2的含量为=(2a10-5mol 67.5g/mol
=6.7510-2ag/L=0.0675ag/L。答案：0.0675a 。
灵星计算小达人系列答案
【题目】化学反应原理知识在指导工业生产和环保等方面具有重要作用，请回答下列问题：
（1）已知热化学方程式：
①2C(s)+H2(g) = C2H2(g) △H1
②C(s)+O2(g) = CO2(g) △H2
③H2(g) +
O2(g) = H2O(l) △H3
则表示C2H2燃烧热的热化学方程式为____________________________。
（2）利用测压法在刚性反应器中加入2molSO2、1molO2，研究T℃时，反应2SO2 (g) +O2(g) 
2 SO3(g) △H<0，体系的总压强p随时间t的变化如下表所示：
反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 40 |
压强/kPa | 20.0 | 19.5 | 18.3 | 16.0 | 16.0 | 16.0 | 22.0 |
①平衡时，SO2的转化率α= _________ %；
②T℃时，反应2SO2 (g) +O2(g) 2 SO3(g)的平衡常数Kp= ________kPa－1[气体分压（p分）=气体总压（p总）×体积分数，Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数]。
③下图分别代表焓变（△H）、混合气体平均相对分子（
）、SO2 质量分数[ψ(SO2)]和混合气体压强(p)与反应时间(t)的关系，下图正确且能表明该反应达到平衡状态的是______________。
A 
B 
C 
D 
④40min时，改变的条件可能是_______________________________（写2点）。
（3）某含钴催化剂可以催化消除柴油车尾气中的碳烟（C）和NOx。不同温度下，将模拟尾气（成分如下表所示）以相同的流速通过该催化剂，测得所有产物（CO2、N2、N2O）与NO的相关数据结构如图所示。
模拟尾气 | 气体（10 mol） | 碳烟 | ||
NO | O2 | He | ||
物质的量/mol | 0.025 | 0.5 | 9.475 | n |
①二氧化碳的电子式为__________________。
②375℃时，测得排出的气体中含0.45molO2和0.0525molCO2，则Y的化学名称为______。
