题目内容
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.ClO2可以看做是亚氯酸(HClO2)和氯酸(HClO3)的混合酸酐.工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得.某学生拟用下图所示装置模拟工业制取及收集ClO2.(夹持仪器已省略).回答问题:
(1)B必须添加温度控制装置,应补充的装置是______;A也必须添加温度控制装置,除酒精灯外,还需要的仪器是______(不须填夹持仪器).
(2)C中试剂为______.C装置有缺陷需改进,改进方法为______.
(3)A中反应产物有某种盐、ClO2和CO2等,写出相关化学方程式______.
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,进行下列实验:准确量取ClO2溶液10mL,稀释成100mL试样;量取V1 mL试样加入到锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,静置片刻;加入淀粉指示剂,用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点,反应原理:2Na2S2O3+I2→Na2S4O6+2NaI,消耗Na2S2O3溶液V2mL.
(4)滴定过程中至少须进行两次平行测定的原因是______.
(5)到达滴定终点时指示剂的颜色变化为______.
(6)原ClO2溶液的浓度为______ g/L(用含字母的代数式表示).
解:(1)要控制温度必须使用温度计测量温度,在60℃时反应制得,应用水浴加热,可用烧杯(或水浴锅),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:冰水浴; 烧杯(或水浴锅),温度计;
(2)C装置是尾气处理装置,可用NaOH吸收尾气,尾气吸收时装置不能用橡皮塞,防止压强过大,应将装置与大气连通,故答案为:NaOH(溶液);将装置与大气连通;
(3)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=K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O,
故答案为:2KClO3+H2C2O4=K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O;
(4)为减少实验误差,应采用多次实验的方法,取平均值,故答案为:减少偶然误差;
(5)滴定终点时,I2完全反应,溶液由蓝色变为无色,故答案为:蓝色变为无色;
(6)设原ClO2溶液的浓度为x,
2ClO2~5I2~10Na2S2O3
2mol 10mol
1×10-3cV2mol
x=
=
g/L,
故答案为:
.
分析:(1)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;
(2)C装置是尾气处理装置,可用NaOH吸收尾气,尾气吸收时装置不能用橡皮塞,防止压强过大;
(3)根据反应物、产物和反应条件写出反应方程式;
(4)多次实验可以减少误差;
(5)滴定终点时,I2完全反应,溶液由蓝色变为无色;
(6)根据关系式2ClO2~5I2~10Na2S2O3计算c(ClO2).
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.
故答案为:冰水浴; 烧杯(或水浴锅),温度计;
(2)C装置是尾气处理装置,可用NaOH吸收尾气,尾气吸收时装置不能用橡皮塞,防止压强过大,应将装置与大气连通,故答案为:NaOH(溶液);将装置与大气连通;
(3)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=K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O,
故答案为:2KClO3+H2C2O4=K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O;
(4)为减少实验误差,应采用多次实验的方法,取平均值,故答案为:减少偶然误差;
(5)滴定终点时,I2完全反应,溶液由蓝色变为无色,故答案为:蓝色变为无色;
(6)设原ClO2溶液的浓度为x,
2ClO2~5I2~10Na2S2O3
2mol 10mol
x=
故答案为:
分析:(1)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;
(2)C装置是尾气处理装置,可用NaOH吸收尾气,尾气吸收时装置不能用橡皮塞,防止压强过大;
(3)根据反应物、产物和反应条件写出反应方程式;
(4)多次实验可以减少误差;
(5)滴定终点时,I2完全反应,溶液由蓝色变为无色;
(6)根据关系式2ClO2~5I2~10Na2S2O3计算c(ClO2).
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.
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