Question

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．工业上用潮湿的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60时反应制得．某学生拟有图1所示的装置模拟制取并收集ClO₂．

（1）B必须放在冰水浴中控制温度，其原因是

 

（2）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．根据图2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：a

 

；b

 

；③洗涤；④干燥．
（3）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V₁ mL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^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂mL．
（已知2Na₂S₂O₃+I₂→Na₂S₄O₆+2NaI）
①配制70mL c mol/LNa₂S₂O₃标准溶液时，用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有：

 

．
②步骤2中发生反应的离子方程式为：

 

③判断滴定终点的现象

 

．
原ClO₂溶液的浓度为

 

g/L（用步骤中的字母代数式表示）．
④若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果

 

；
若滴定开始仰视读数，滴定终点时正确读数，则测定结果

 

．（填“偏高”“偏低”或“不变”）

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：（1）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）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；
（3）①配制70mL c mol?L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液时，应选择100mL容量瓶；
②二氧化氯具有氧化性，在酸性环境下，能将碘离子氧化；
③加入的指示剂为淀粉，淀粉遇单质碘变蓝，则单质碘反应完，则溶液颜色由蓝色变为无色，达到滴定终点；
根据关系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃计算c（ClO₂）；
④根据实验操作中滴定液体积大小的影响来回答判断．

解答： 解：（1）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；
（2）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，防止析出晶体NaClO₂?3H₂O，趁热过滤，
故答案为：蒸发结晶；趁热过滤；
（3））①实验室没有70mL的容量瓶，故配制70mL c mol?L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液时，应选择100mL容量瓶，用胶头滴管定容；
故答案为：100mL 容量瓶、胶头滴管；
②二氧化氯具有氧化性，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，故答案为：2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O；
③加入的指示剂为淀粉，淀粉遇单质碘变蓝，则单质碘反应完，则溶液颜色由蓝色变为无色，达到滴定终点；
设原ClO₂溶液的浓度为x，准确量取ClO₂溶液10.00mL，稀释成100.00mL试样，则浓度变为：

x

10

，
       2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃
      2mol            10mol
 

x

10

×V₁×10^-3mol      1×10^-3cV₂mol
x=

2mol×1×10-3cV2mol

10mol× V1 10 ×10-3mol

=

2cV2

V1

mol/L=67.5g/mol×

2cV2

V1

mol/L=

135cV2

V1

g?L^-1，
故答案为：加到最后一滴时，溶液的颜色恰好由蓝色变为无色，且半分钟不变化；

135cV2

V1

；
④若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则相当于消耗的滴定液的体积偏大，所以测定结果偏大，若滴定开始仰视读数，滴定终点时正确读数，相当于消耗的滴定液体积偏小，所以结果偏低，故答案为：偏高；偏低．

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，难度中等．计算时要注意二氧化氯浓度的变化．