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。工业上用稍潮湿的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃时反应制得。某学生拟用左下图所示装置模拟工业制取并收集ClO₂。

（1）A中反应产物有K₂CO₃、ClO₂和CO₂等，请写出该反应的化学方程式：                                                    。

（2）A必须添加温度控制装置，除酒精灯、烧杯外，还需要的玻璃仪器有       ，B也必须添加温度控制装置，应该是         (选填“冰水浴”或“热水浴”)装置。

（3）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。根据上图所示的NaClO₂的溶解度曲线，请补充从NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶体的操作步骤：

①              ；②            ；③洗涤；④干燥。

（4）ClO₂很不稳定，需随用随制，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 mL，稀释成100 mL试样；量取V₁mL试样加入锥形瓶中；

步骤2：调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；此时发生的离子方程式为：                                   ；

步骤3：加入淀粉指示剂，用c mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。则原ClO₂溶液的浓度为    g／L（用含字母的代数式表示）。

（已知2 Na₂S₂O₃+I₂= Na₂S₄O₆+2NaI）

 

Answer 1

【答案】

 （1）2KClO₃ + H₂C₂O₄  K₂ CO₃ + CO₂↑+ 2ClO₂↑+ H₂O（2分）

（2）温度计（1分）    冰水浴（1分）

（3）①蒸发结晶（1分）    ②趁热过滤（1分）

（4）①2ClO₂  + 10I^－ ＋ 8H⁺  = 2Cl^－＋5I ₂+ 4H₂O（2分）   

 ②135cV₂/ V₁（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据化合价升高价数和降低价数相等配平可得化学方程式：2KClO₃ + H₂C₂O₄  K₂ CO₃ + CO₂↑+ 2ClO₂↑+ H₂O

（2）该反应温度为60℃，水浴加热，还需要温度计；B处冷却ClO₂，为 冰水浴装置。

（3）因为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，所以应先蒸发结晶、再趁热过滤。

（4）①ClO₂具有氧化性，可把I‾氧化为I₂，配平可得离子方程式：2ClO₂  + 10I^－ ＋ 8H⁺  = 2Cl^－＋5I ₂+ 4H₂O

②ClO₂溶液与碘化钾反应的离子方程式8H⁺ + 2ClO₂ + 10I^－＝４H₂O + 5I₂ + 2Cl^－，I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－，即有ClO₂～5S₂O₃^2－，原ClO₂溶液的浓度为（cV₂/5V₁）×10×67.5=135cV₂/ V₁。

考点：本题考查化学方程式的配平、基本实验仪器、基本操作、根据方程式的计算。