题目内容
二氧化氯（ClO2）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂．ClO2是一种黄绿色的气体，易溶于水．实验室以NH4C1、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料制备ClO2的流程如下：
已知：①NCl3是黄色粘稠状液体或斜方形晶体，极易爆炸，有类似氯气的刺激性臭味，自然爆炸点为95℃，在热水中易分解，在空气中易挥发，不稳定．②气体Y能使湿润的红色石蕊底纸变蓝．
回答下列问题：
（1）气体X的化学式为 ；
（2）写出电解时发生反应的化学方程式： ．为保证实验的安全，在电解时需注意的问题是：①控制好生成NCl3的浓度；② ；
（3）NCl3与NaClO2（亚氯酸钠）按物质的量之比为1：6混合在溶液中恰好反应生成ClO2，该反应的离子方程式为 ；
（4）实验室制取气体Y的化学方程式为 ；
（5）在用二氧化氯进行水处理时，除了杀菌消毒外，还能除去水中Fe2+和Mn2+．写出用ClO2氧化除去Mn2+生成MnO2的离子方程式（同时ClO2该反应后的产物为ClO-2） ；
（6）测定ClO2（如图）的过程如下：在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用100mL水溶解后，再加3mL硫酸溶液；在玻璃液封管中加入水；将生成的ClO2气体通过导管在锥形瓶中被吸收；将玻璃封管中的水封液倒入锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液，用c mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定（I2+2S2O32-═2I-+S4O62-），共用去V mL硫代硫酸钠溶液．
①ClO2通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应后被还原成Cl-，反应的离子方程式为： ．
②装置中玻璃液封管的作用是 、 ．
③滴定至终点的现象是 ．
④测得ClO2的质量m（ClO2）= ．（用含c、V的代数式表示）
已知：①NCl3是黄色粘稠状液体或斜方形晶体，极易爆炸，有类似氯气的刺激性臭味，自然爆炸点为95℃，在热水中易分解，在空气中易挥发，不稳定．②气体Y能使湿润的红色石蕊底纸变蓝．
回答下列问题：
（1）气体X的化学式为
（2）写出电解时发生反应的化学方程式：
（3）NCl3与NaClO2（亚氯酸钠）按物质的量之比为1：6混合在溶液中恰好反应生成ClO2，该反应的离子方程式为
（4）实验室制取气体Y的化学方程式为
（5）在用二氧化氯进行水处理时，除了杀菌消毒外，还能除去水中Fe2+和Mn2+．写出用ClO2氧化除去Mn2+生成MnO2的离子方程式（同时ClO2该反应后的产物为ClO-2）
（6）测定ClO2（如图）的过程如下：在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用100mL水溶解后，再加3mL硫酸溶液；在玻璃液封管中加入水；将生成的ClO2气体通过导管在锥形瓶中被吸收；将玻璃封管中的水封液倒入锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液，用c mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定（I2+2S2O32-═2I-+S4O62-），共用去V mL硫代硫酸钠溶液．
①ClO2通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应后被还原成Cl-，反应的离子方程式为：
②装置中玻璃液封管的作用是
③滴定至终点的现象是
④测得ClO2的质量m（ClO2）=
考点：制备实验方案的设计,探究物质的组成或测量物质的含量
专题：实验探究和数据处理题,实验设计题
分析：（1）电解NH4Cl、盐酸的溶液，氢离子放电生成氢气；
（2）电解时铵根离子失去电子，氢离子得到电子；结合信息可知NCl3防止分解及爆炸；
（3）NCl3与NaClO2按物质的量之比为1：6恰好反应生成ClO2，还生成氯化钠、NaOH，结合电子守恒可知，Cl元素的化合价升高，则N元素化合价降低，还生成氨气；
（4）由（3）可知，B为氨气，实验室利用铵盐与碱共热生成氨气；
（5）ClO2氧化除去Mn2+生成MnO2，ClO2反应后的产物为ClO-2，以此书写离子方程式；
（6）①由题目信息可知，ClO2通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，氧化I-为I2，自身被还原为Cl-，同时生成水；
②用水再次吸收残余的二氧化氯气体，并使锥形瓶内外压强相等；
③溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不褪色，说明滴定至终点；
④根据关系式2ClO2～5I2～10Na2S2O3计算n（ClO2），再根据m=nM计算m（ClO2）．
（2）电解时铵根离子失去电子，氢离子得到电子；结合信息可知NCl3防止分解及爆炸；
（3）NCl3与NaClO2按物质的量之比为1：6恰好反应生成ClO2，还生成氯化钠、NaOH，结合电子守恒可知，Cl元素的化合价升高，则N元素化合价降低，还生成氨气；
（4）由（3）可知，B为氨气，实验室利用铵盐与碱共热生成氨气；
（5）ClO2氧化除去Mn2+生成MnO2，ClO2反应后的产物为ClO-2，以此书写离子方程式；
（6）①由题目信息可知，ClO2通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，氧化I-为I2，自身被还原为Cl-，同时生成水；
②用水再次吸收残余的二氧化氯气体，并使锥形瓶内外压强相等；
③溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不褪色，说明滴定至终点；
④根据关系式2ClO2～5I2～10Na2S2O3计算n（ClO2），再根据m=nM计算m（ClO2）．
解答：
解：（1）电解NH4Cl、盐酸的溶液，氢离子放电生成氢气，则A为H2，故答案为：H2；
（2）电解时铵根离子失去电子，氢离子得到电子，电解反应为NH4Cl+2HCl
3H2↑+NCl3，结合信息可知NCl3防止分解及爆炸，则还应控制好反应的温度，故答案为：NH4Cl+2HCl
3H2↑+NCl3；控制好反应的温度；
（3）NCl3与NaClO2按物质的量之比为1：6恰好反应生成ClO2，还生成氯化钠、NaOH，结合电子守恒可知，Cl元素的化合价升高，则N元素化合价降低，还生成氨气，则该反应的离子反应为NCl3+3H2O+6ClO-2=6ClO2↑+3Cl-+3OH-+NH3↑，故答案为：NCl3+3H2O+6ClO-2=6ClO2↑+3Cl-+3OH-+NH3↑；
（4）由（3）可知，B为氨气，实验室利用铵盐与碱共热生成氨气，该反应为2NH4Cl+Ca（OH）2
CaCl2+2NH3↑+2H2O，故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
CaCl2+2NH3↑+2H2O；
（5）ClO2氧化除去Mn2+生成MnO2，ClO2反应后的产物为ClO-2，该反应的离子方程式为Mn2++2ClO2+2H2O=MnO2↓+2ClO-2+4H+，故答案为：Mn2++2ClO2+2H2O=MnO2↓+2ClO-2+4H+；
（6）①由题目信息可知，ClO2通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，氧化I-为I2，自身被还原为Cl-，同时生成水，反应离子方程式为2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O．故答案为：2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O．
②装置中玻璃液封管的作用是，用水再次吸收残余的二氧化氯气体，并使锥形瓶内外压强相等，故答案为：用水再次吸收残余的二氧化氯气体；使锥形瓶内外压强相等；
③溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不褪色，说明滴定至终点，故答案为：溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不褪色；
④VmLNa2S2O3溶液含有Na2S2O3物质的量为V?10-3 L×cmol/L=c?V?10-3 mol．则：
根据关系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，
2 10
n（ClO2） c?V?10-3 mol
所以n（ClO2）=
c?V?10-3 mol．
所以m（ClO2）=
c?V?10-3 mol×67.5g/mol=1.35cv×10-2g，
故答案为：1.35cv×10-2g．
（2）电解时铵根离子失去电子，氢离子得到电子，电解反应为NH4Cl+2HCl
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（3）NCl3与NaClO2按物质的量之比为1：6恰好反应生成ClO2，还生成氯化钠、NaOH，结合电子守恒可知，Cl元素的化合价升高，则N元素化合价降低，还生成氨气，则该反应的离子反应为NCl3+3H2O+6ClO-2=6ClO2↑+3Cl-+3OH-+NH3↑，故答案为：NCl3+3H2O+6ClO-2=6ClO2↑+3Cl-+3OH-+NH3↑；
（4）由（3）可知，B为氨气，实验室利用铵盐与碱共热生成氨气，该反应为2NH4Cl+Ca（OH）2
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（5）ClO2氧化除去Mn2+生成MnO2，ClO2反应后的产物为ClO-2，该反应的离子方程式为Mn2++2ClO2+2H2O=MnO2↓+2ClO-2+4H+，故答案为：Mn2++2ClO2+2H2O=MnO2↓+2ClO-2+4H+；
（6）①由题目信息可知，ClO2通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，氧化I-为I2，自身被还原为Cl-，同时生成水，反应离子方程式为2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O．故答案为：2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O．
②装置中玻璃液封管的作用是，用水再次吸收残余的二氧化氯气体，并使锥形瓶内外压强相等，故答案为：用水再次吸收残余的二氧化氯气体；使锥形瓶内外压强相等；
③溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不褪色，说明滴定至终点，故答案为：溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不褪色；
④VmLNa2S2O3溶液含有Na2S2O3物质的量为V?10-3 L×cmol/L=c?V?10-3 mol．则：
根据关系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，
2 10
n（ClO2） c?V?10-3 mol
所以n（ClO2）=
| 1 |
| 5 |
所以m（ClO2）=
| 1 |
| 5 |
故答案为：1.35cv×10-2g．
点评：本题考查物质的制备，明确流程中发生的电解反应及氧化还原反应是解答本题的关键，题目难度较大，注意信息的应用及流程的分析，（3）为解答的难点．
练习册系列答案
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在标准状况下，相同质量的下列气体中体积最大的是（ ）
| A、Cl2 |
| B、N2 |
| C、CO2 |
| D、H2 |
下列有关原子结构和元素周期律表述正确的是（ ）
| A、原子序数为15的元素的最高化合价为+3 |
| B、第ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素 |
| C、Li、Na、K、Rb、Cs的得电子能力逐渐增强 |
| D、原子序数为12的元素位于元素周期表的第三周期的ⅡA族 |
下列有关物质存放的说法，正确的是（ ）
| A、金属钠保存在无水乙醇中 |
| B、冷的浓H2SO4存放于敞口铝制容器中 |
| C、少量的白磷保存在二硫化碳中 |
| D、氯气液化后贮存于钢瓶中 |
铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素．