Question

8．二氧化氯（ClO₂，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂．实验室用NH₄Cl、盐酸、NaClO₂（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程（如图1所示）制备ClO₂：

（1）电解时的阳极反应方程式为NH₄⁺+3Cl^--6e^-═NCl₃+4H⁺．
（2）除去ClO₂中的NH₃可选用的试剂为是b（填标号）．
a．水           b．浓硫酸     c．碱石灰    d．饱和食盐水
（3）用如图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 硫代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硫代酸钠溶液．在此过程中：
①玻璃液封装置的作用是吸收残留的ClO₂气体（避免碘的逸出）．
②V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．
③测定混合气中ClO₂的质量为0.05400g．
④用此方法测定混合气中ClO₂的质量常常偏高，可能的原因是4I^-+O₂+4H⁺═2I₂+2H₂O（用离子方程式表示）．

Answer 1

分析 （1）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；
（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；
（3）①玻璃液封装置可防止有害气体逸出；
②淀粉遇碘单质变蓝；
③根据关系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃计算n（ClO₂），再根据m=nM计算m（ClO₂）；
④根据关系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃计算n（ClO₂），则生成的碘单质偏高，测定混合气中ClO₂的质量就偏高，据此分析．

解答 解：（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，则阳极反应方程式为NH₄⁺+3Cl^--6e^-═NCl₃+4H⁺，
故答案为：NH₄⁺+3Cl^--6e^-═NCl₃+4H⁺；
（2）a．ClO₂易溶于水，不能利用水吸收氨，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，不能利用饱和食盐水吸收氨气，故d错误；
故答案为：b；
（3）①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）；
②V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；
③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；
④根据关系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃计算n（ClO₂），则生成的碘单质偏高，测定混合气中ClO₂的质量就偏高，又空气中的氧气会将KI氧化成碘单质导致碘单质偏高，离子方程式为：4I^-+O₂+4H⁺═2I₂+2H₂O，故答案为：4I^-+O₂+4H⁺═2I₂+2H₂O．

点评 本题考查较为综合，涉及物质含量的测定以及分离等知识，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．