Question

（2012?徐州模拟）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．工业上用稍潮湿的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃时反应制得．某学生拟用如图所示装置模拟工业制取并收集ClO₂．
（1）A中反应产物有K₂CO₃、ClO₂和CO₂等，请写出该反应的化学方程式：

2KClO₃+H₂C₂O₄

60℃  .

K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O

．
（2）A必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、

温度计

；B也必须添加温度控制装置，应该是

冰水浴

（填“冰水浴”或“热水浴”）装置．
（3）反应后在装置C中可得NaClO₂溶液．已知NaClO₂饱和溶液中在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂?3H₂O，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO₂．根据如图所示的NaClO₂的溶解度曲线，请补充从NaClO2溶液中制得NaClO₂的操作步骤：
①

蒸发浓缩结晶

；②

趁热过滤

；③洗涤；④干燥．
（4）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，进行了下列实验：
步骤1：准确量取ClO₂溶液10.00mL，稀释成100.00mL试样；量取V1mL试样加入到锥形瓶中；
步骤2：调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；
步骤3：加入淀粉指示剂，用c mol?L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V2mL．（已知2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI）
①滴定过程中，至少须进行两次平行测定的原因是

减少实验误差

．
②原ClO₂溶液的浓度为

135CV2

V1

g?L^-1（用步骤中的字母代数式表示）．

Answer 1

分析：（1）根据反应物、产物和反应条件写出反应方程式；
（2）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；
（3）从溶液中制取溶质，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法；
（4）多次实验可以减少误差，根据关系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃计算c（ClO₂）．

解答：解：（1）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

60℃  .

 K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O，
故答案为：2KClO₃+H₂C₂O₄

60℃  .

 K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O；
（2）要控制温度必须使用温度计测量温度，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：温度计；冰水浴；
（3）从溶液中制取溶质，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，为防止析出晶体NaClO₂?3H₂O，应趁热过滤，
故答案为：蒸发浓缩结晶；趁热过滤；
（4）为减少实验误差，应采用多次实验的方法，
设原ClO₂溶液的浓度为x，
2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃
2mol            10mol

10-2x×V1×10-3

10-1

mol 1×10^-3cV₂mol
x=

2cV2

V1

mol/L=

135CV2

V1

g/L，
故答案为：减小实验误差；

135CV2

V1

．

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．