二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的第四代高效.无毒的消毒剂.是一种黄绿色的气体.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．某学生拟用图1所示装置模拟工业制取并收集ClO2．(1)A装置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．(2)B装置必须放在� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

5．二氧化氯（ClO₂）是目前国际上公认的第四代高效、无毒的消毒剂，是一种黄绿色的气体，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．某学生拟用图1所示装置模拟工业制取并收集ClO₂．
（1）A装置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．
（2）B装置必须放在冰水浴中，其原因是使ClO₂充分冷凝，减少挥发．
（3）反应后在装置C中可得NaClO₂溶液．已知：NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂•3H₂O，高于38℃时析出晶体是NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．NaClO₂的溶解度曲线如图2获得NaClO₂晶体的操作步骤为：
①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③用38～60℃热水洗涤；④在55℃干燥，得到成品．
（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的浓度，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：用稀硫酸调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；
步骤3：加入指示剂，用c mol•L-1Na₂S₂O₃溶液滴定至终点．重复2次，测得消耗Na₂S₂O₃溶液平均值为V₂mL（已知2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI）．
①配制100mL c mol•L^-1Na₂S₂O₃标准溶液时，用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有：100 mL容量瓶、胶头滴管．
②若步骤₂所得溶液放置时间太长，则测定结果偏高（填“偏高”、“偏低”或“不变”）
③ClO₂溶液的浓度为$\frac{135c{V}_{2}}{{V}_{1}}$． g•L-1（用含字母的代数式表示）．

分析（1）二氧化氯（ClO₂）制取温度是60℃，A需要温度控制；
（2）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）从溶液中获得溶质，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂•3H₂O，高于38℃时析出晶体是NaClO₂；
（4）①根据配制一定物质的量浓度的溶液使用的仪器解答；
②ClO₂很不稳定，步骤2所得溶液放置时间太长，相当于消耗的ClO₂偏大；
③二氧化氯具有氧化性，在酸性环境下，能将碘离子氧化，根据关系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃计算c（ClO₂）．

解答解：（1）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 $\frac{\underline{\;60℃\;}}{\;}$K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O，制取温度是60℃，A需要温度控制，需要温度计，
故答案为：温度计；
（2）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：使ClO₂充分冷凝，减少挥发；
（3）从溶液中获得溶质，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，NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂•3H₂O，高于38℃时析出晶体是NaClO₂，所以用38～60℃热水洗涤，在55℃干燥，得到成品，
故答案为：用38～60℃热水洗涤；
（4）①配制100mL溶液用到的仪器有托盘天平、药匙、玻璃棒、胶头滴管、烧杯、100mL容量瓶、量筒（可用可不用），故还需要的玻璃仪器有：100mL容量瓶、胶头滴管，
故答案为：100ml容量瓶、胶头滴管；　
②ClO₂很不稳定，步骤2所得溶液放置时间太长，ClO₂分解相当于与碘反应，导致测定结果偏高，
故答案为：偏高；
③二氧化氯具有氧化性，在酸性环境下，能将碘离子氧化，反应的原理方程式为：2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O，设原ClO₂溶液的浓度为x，
2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃
2mol 10mol
$\frac{1{0}^{-2}x×{V}_{1}×1{0}^{-3}}{1{0}^{-1}}$ 1×10^-3cV₂mol
x=$\frac{2c{V}_{2}}{{V}_{1}}$g/L=$\frac{135c{V}_{2}}{{V}_{1}}$g/L，
故答案为：$\frac{135c{V}_{2}}{{V}_{1}}$．

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，把握习题中的信息及知识迁移应用为解答的关键，侧重学生综合应用能力及信息抽取和分析能力的考查，题目难度中等．

练习册系列答案

已知：（1）烷基苯在高锰酸钾的作用下，侧链被氧化成羧基：

（2）

（苯胺，易被氧化）
请根据本题所给信息与所学知识回答下列问题：
（1）做银镜反应实验的试管事先要用热的氢氧化钠溶液洗涤．X→A“一定条件”是指的何种条件：光照
（2）写出反应类型：反应②氧化反应，反应③还原反应．1mol阿司匹林与足量NaOH溶液反应最多消耗NaOH的物质的量为3mol．
（3）Y的结构简式为

．
（4）

有多种同分异构体，写出同时符合下列4个条件它的同分异构体的结构简式：

、

．
①分子中含有苯环；
②能发生银镜反应，不能发生水解反应；
③在稀NaOH溶液中，1mol该同分异构体能与2molNaOH发生反应；
④在苯环上只能生成2种一氯取代物．
（5）以下是由A和其他物质合成

的流程图：

完成甲→乙的化学反应方程式：

．
（6）美托洛尔是一种治疗高血压的药物的中间体，可以通过以下方法合成：

根据已有知识并结合合成美托洛尔所给相关信息，写出以CH₃OH和

为原料
制备

的合成路线流程图（无机试剂任用）．

8．下列化学用语表示正确的是（　　）

	A．	N₂分子的电子式：		B．	中子数为18的氯原子的原子符号：
	C．	¹⁸O^2-的结构示意图：		D．	CO₂的比例模型：

5．分子式为C₃H₆O且能使溴水褪色的有机物有（　　）种．

12．0.1mol NaOH含有6.02×10²²个NaOH分子，3.01×10²³个氧分子是0.5mol氧气．

10．

某兴趣小组的同学用如图装置制取漂白液（有效成分为NaClO），并研究其相关性质．
（1）组装好仪器后，添加试剂前必须完成的实验操作是检查装置的气密性，实验时烧瓶中反应的化学方程式是MnO₂+4HCl（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）试剂a是饱和食盐水，让气体通过试剂a的目的是除去氯气中的氯化氢气体杂质．
（3）该小组同学用上述装置制得的漂白液中NaClO的浓度偏低，为提高NaClO的浓度，他们查阅资料获悉：在溶液中发生反应：
①Cl₂（g）+2NaOH（aq）═NaCl（aq）+NaClO（aq）+H₂O（l）△H₁=-101.1kJ/mol
②3NaClO（aq）═2NaCl（aq）+NaClO₃（aq）??△H₂=-112.2kJ/mol
反应①的反应速率很快，反应②的反应速度随温度的降低而减慢，请根据上述信息，对该装置提出改进建议：将盛NaOH溶液的洗气瓶浸在冰水中．
（4）该小组同学欲测定所得漂白液中NaClO的含量，原理及操作如下：
测定原理：次氯酸钠在酸性溶液中与KI反应生成I₂，再以Na₂S₂O₃标准溶液滴定I₂即可．相关反应为：2CH₃COOH+2KI+NaClO=I₂+NaCl+2CH₃COOK；I₂+2Na₂S₂O₃=2Nal+Na₂S₄O₆．
该小组同学量取V₁mL漂白液置于锥形瓶中，加入足量用醋酸酸化的KI溶液，充分反应后，用cmol/L的Na₂S₂O₃标准溶液来滴定生成的I₂，消耗的Na₂S₂O₃标准溶液V₂mL．请按要求回答：
①量取V₁mL，漂白液所用的仪器是移液管；
②滴定操作中，可选用淀粉溶液作为表示剂来判断反应的终点，反应终点的现象为滴入最后一滴Na₂S₂O₃溶液，蓝色消失，并且半分钟不褪去；
③该漂白液中NaClO的浓度为$\frac{37.25c{V}_{2}}{{V}_{1}}$g/L（用代数式表示）．

17．

碱式碳酸铜是一种化工原料，化学式用mCu（OH）₂•nCuCO₃表示．实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如图：
Ⅰ．废铜屑制硝酸铜
如上图，将浓硝酸缓慢加到废铜屑中（废铜屑过量），充分反应后过滤，得到硝酸铜溶液．
Ⅱ．碱式碳酸铜的制备
①向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液；
②水浴加热至70℃左右；
③用0.4mol•L^-1的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡、静置、过滤；
④用蒸馏水洗涤，再用无水乙醇洗涤，得到碱式碳酸铜产品．
请回答下列问题：
（1）上图中B装置的作用是安全瓶，防倒吸；
（2）已知：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O；2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO不能单独与NaOH溶液反应，实验结束时，如何操作才能使装置中的有毒气体被NaOH溶液完全吸收？关闭活塞b，打开活塞a，通入一段时间空气；
（3）从环保角度设计出一种用废铜屑制硝酸铜的方法：铜屑在空气中充分灼烧，然后将残留固体溶于足量稀硝酸；
（4）步骤④中用无水乙醇洗涤的目的是利用乙醇的易挥发，带走洗涤的水；
（5）用灼烧法测定碱式碳酸铜组成：取34.6g纯净物mCu（OH）₂•nCuCO₃，在硬质试管里灼烧，将气体产物依次通入足量的浓硫酸、足量的碱石灰中，完全吸收后浓硫酸净增1.8g，碱石灰净增8.8g；利用上述数据推算出碱式碳酸铜的化学式为Cu（OH）₂•2CuCO₃．

14．有①直馏汽油、②裂化汽油、③苯、④聚乙烯、⑤裂解气、⑥环己烷、⑦邻二甲苯、⑧环己烯（

）其中既能使KMnO₄酸性溶液褪色又能与溴水反应使溴水褪色的是（　　）

15．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2A（g）+B（g）?3C（g）△H＜0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是（　　）

	A．	图Ⅰ表示的是t₁时刻升高温度对反应速率的影响
	B．	图Ⅱ表示的一定是t₁时刻加入催化剂后对反应速率的影响
	C．	图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高
	D．	图Ⅲ表示的是温度对平衡的影响，且乙的温度比甲高

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