题目内容

4．I．已知ClO2是易溶于水难溶于有机溶剂的气体，常用于自来水消毒．实验室制备ClO2是用亚氯酸钠固体与氯气反应：2NaClO2+Cl2═2ClO2+2NaCl，装置如图所示：

（1）烧瓶内可发生的反应的化学方程式：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
（2）B、C、E装置中的试剂依次为c、b、d
a、NaOH溶液  b、浓硫酸  c、饱和食盐水  d、CCl4    e、饱和石灰水
（3）以下装置既能吸收尾气又能防止倒吸的是②③⑤

II．用ClO2处理后的自来水中，ClO2的浓度应在0.10～0.80mg•L-1之间．用碘量法检测水中ClO2浓度的实验步骤如下：取100mL的水样加稀硫酸调节pH至1～3，加入一定量的碘化钾溶液，振荡，再加入少量指示剂后，用1.0×10-4mol•L-1的Na2S2O3溶液滴定（己知：2S2O32-+I2═S4O62-+2I-）．
（4）加入的指示剂是淀粉溶液，达到滴定终点时的现象是滴入最后一滴Na2S2O3溶液后，溶液的蓝色变为无色（或蓝色褪去），半分钟内不恢复原来的颜色
（5）碘化钾反应的离子方程式是2ClO2+8H++10I-=2Cl-+4H2O+5I2．
（6）已知滴定终点时，消耗Na2S2O3溶液16.30mL，则水样中ClO2的浓度是0.22mg•L-1．

分析 Ⅰ．由题目中所给信息和实验装置图可知：本实验首先用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2，反应的方程式为MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$MnCl2++Cl2↑+2H2O，经除杂、干燥后在D中亚氯酸钠固体反应生成ClO2，B装置除去氯气中的氯化氢，C装置用浓硫酸进行干燥，由于Cl2易溶于CCl4液体，E用于除去ClO2中的未反应的Cl2，最后用向上排空法、或排水法收集，并注意气体的性质和装置来分析防止倒吸的装置．
（1）实验室用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2，两者反应生成二氯化锰、氯气、水；
（2）氯化氢易挥发，浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2，氯气中混有氯化氢，可用饱和食盐水除去气体中混有的HCl杂质，因氯气从溶液中制取，所以氯气中混有水蒸气，浓硫酸干燥除去水，E用于除去ClO2中的未反应的Cl2；
（3）吸收尾气时，导管伸入吸收液中，对于氯气能溶于水的气体，易发生倒吸，为了防止倒吸，可以在导管中连接体积较大的容器，注意②CCl4液体能缓冲起防倒吸作用；
Ⅱ．（4）碘与淀粉变蓝，用淀粉溶液作指示剂，反应中生成碘单质显示蓝色，反应后无碘单质，蓝色褪去；
（5）根据I-被氧化为I2，ClO2-还原为Cl-书写离子方程式；
（6）根据关系式2ClO2～10I-～10S2O32-先计算出ClO2的物质的量，然后再计算出浓度．

解答 解：Ⅰ．（1）实验室用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2，浓盐酸盛装在分液漏斗中，烧瓶内为MnO2，浓盐酸和MnO2在加热条件下反应生成二氯化锰、氯气、水，反应方程式为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，
故答案为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O；
（2）生成的氯气中混有HCl和水，为制备纯净干燥的氯气，根据氯气不溶于饱和食盐水的性质，可用饱和食盐水除去气体中混有的HCl杂质，然后用浓硫酸干燥除去水，由于Cl2易溶于CCl4液体，E用于除去ClO2中的未反应的Cl2，所以B、C、E装置中的试剂依次为：饱和食盐水、浓硫酸、CCl4，
故答案为：c、b、d；
（3）ClO2是一种易溶于水的气体，尾气吸收时要防止倒吸，导气管不能插入到液面以下，③⑤符合，②CCl4液体能缓冲起防倒吸作用，
故答案为：②③⑤；
Ⅱ．（4）根据题意发生反应：2ClO2+8H++10I-=2Cl-+4H2O+5I2，2S2O32-+I2═S4O62-+2I-可知，滴定过程中出现了碘单质，碘与淀粉变蓝，故选淀粉做指示剂，滴定到终点时，碘单质正好反应完，故滴定达到终点时溶液的颜色变化为溶液蓝色褪去，且30秒内不恢复蓝色，
故答案为：淀粉溶液，滴入最后一滴Na2S2O3溶液后，溶液的蓝色变为无色（或蓝色褪去），半分钟内不恢复原来的颜色；
（5）用I-将溶液中的ClO2还原为Cl-以测定水样中C1O2的浓度，则I-被氧化为I2，氯从+4价降为-1价，碘离子从-1价被氧化为0价，故该反应的离子方程式为2ClO2+8H++10I-=2Cl-+4H2O+5I2，
故答案为：2ClO2+8H++10I-=2Cl-+4H2O+5I2；
（6）根据题意发生反应：2ClO2+8H++10I-=2Cl-+4H2O+5I2，2S2O32-+I2═S4O62-+2I-可知，
2ClO2～10I-～10S2O32-
2            10
3.26×10-7mol 1.0×10-4 mol/L×0.01630L
100mL的水样中m（ClO2）=n（ClO2）×M（ClO2）=3.26×10-7mol×67.5×103mg•mol-1≈0.022mg，则水样中C1O2的浓度是0.22mg•L-1，
故答案为：0.22．

点评 本题以实验室制备ClO2为载体，考查了气体的制备、除杂、收集等实验操作，题目难度中等，学习中注意把握化学实验基本操作，做该类题目时把握实验目的和实验原理是解答题目的关键．

练习册系列答案
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20．在2L密闭容器中进行反应：mX（g）+nY（g）?pZ（g）+qQ（g），式中m、n、p、q为化学计量数．在0～3min内，各物质物质的量的变化如表所示：
物质XYZQ
时间
起始/mol0.71
2min末/mol0.82.70.82.7
3min末/mol0.8
已知：2min内v（Q）=0.075mol•L-1•min-1，v（Z）：v（Y）=1：2．
（1）2min内Z的反应速率v（Z）=0.05mol•L-1•min-1．
（2）试确定以下物质的相关量：起始时n（Y）=2.3mol，n（Q）=3mol．
（3）方程式中m=1，n=4，p=2，q=3．
（4）对于该反应，能增大正反应速率的措施是CD
A．增大容器体积    B．移走部分Q     C．通入大量X      D．升高温度
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15．《读卖新闻》3月25日：日本东京电力公司24日宣布，在对福岛第一核电站排水口的海水进行取样化验后，检测出含有微量的放射性物质${\;}_{40}^{95}$Zr．专家表示，这些放射物质来自于核燃料棒．锆被发现了，说明堆心已经彻底熔毁；这不是几年就能解决的问题，最坏的情况发生了．日本前景堪忧！下列关于${\;}_{40}^{95}$Zr的说法正确的是（　　）
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C．${\;}_{40}^{95}$Zr和${\;}_{40}^{92}$Zr是同种核素
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12．乙酸、碳酸、苯酚的酸性由强到弱的顺序是（　　）
A．碳酸、苯酚、乙酸B．乙酸、碳酸、苯酚C．碳酸、苯酚、乙酸D．苯酚、碳酸、乙酸
19．工业含铬废水的处理原理是将Cr2O72-转化为Cr3+，再将Cr3+转化为沉淀．利用硫酸工业废气中的SO2处理含铬废水，既充分利用资源、以废治废，还能节约生产成本．
（1）工业上处理100L　Cr2O72-含量为108mg•L-1的含铬废水，至少需要3.36L（标准状况）SO2．
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取一定质量的发盐样品溶于足量的稀硫酸中，将溶液分为两等份．其中一份与酸性KMnO4溶液充分反应（反应后MnO4-被还原成Mn2+），消耗浓度为0.4000mol•L-1的KMnO4溶液20.00mL；往另一份溶液中加入足量稀氨水，在空气中微热并搅拌使之充分反应，待沉淀不再变化后过滤，将沉淀洗涤并充分灼烧后称量，得9.100g干燥固体粉末．
通过计算与合理猜想，推测该久置发盐的可能化学组成（请给出计算过程与推测理由）．
9．既可以用来鉴别乙烷和乙烯，又可以用来除去乙烷中混有的乙烯的方法是（　　）
A．通入足量溴水中B．在空气中燃烧
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16．可逆反应2NO2?2NO+O2在恒容密闭容器中进行，下列情况达到平衡状态的是（　　）
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A．①②④⑥B．①②③⑤C．①②⑤⑥D．①②④⑤
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14．用下列实验装置进行的实验中，不能达到相应实验目的是（　　）
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