Question

1．二氧化氯（ClO₂，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，回答下列问題：
（1）KClO₃可以和草酸（H₂C₂O₄）、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO₂，还生成CO₂和KHSO₄等物质．写出该反应的化学方程式2KClO₃+H₂C₂O₄+2H₂SO₄═2ClO₂+2CO₂+2KHSO₄+2H₂O．
（2）实验室用NH₄Cl、盐酸、NaClO₂（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO₂：

①电解时发生反应的化学方程式为NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑．
②溶液X中大量存在的阴离子有Cl^-、OH^-．
③除去ClO₂中的NH₃可选用的试剂是c（填标号）．
a．水  b．碱石灰  c．浓硫酸  d．饱和食盐水
（3）用如图装置可以测定混合气中ClO₂的含量：

Ⅰ．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸：
Ⅱ．在玻璃液封装置中加入水．使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中：
Ⅴ．用0.1000mol•L^-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液．在此过程中：
①锥形瓶内ClO₂与碘化钾反应的离子方程式为2ClO₂+10I^-+8H⁺═2Cl^-+5I₂+4H₂O．
②玻璃液封装置的作用是吸收残留的ClO₂气体（避免碘的逸出）．
③V中滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色．
④测得混合气中ClO₂的质量为0.02700g．．

Answer 1

分析 （1）KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在酸性条件下反应生成ClO₂、CO₂和KHSO₄，发生氧化还原反应，结合质量守恒可书写化学方程式；
（2）由生产流程可知氯化铵在盐酸溶液中进行电解，阴极生成氢气，阳极生成NCl₃，电解方程式为NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，X中含Cl^-、OH^-，
①由生产流程可知氯化铵在盐酸溶液中进行电解，阴极生成氢气，阳极生成NCl₃，电解方程式为NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
②在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，X中含Cl^-、OH^-；
③由信息可知，ClO₂易溶于水，所以不能利用水溶液吸收，氨气为碱性气体，利用性质差异分离提纯；
（3）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玻璃液封装置可防止有害气体逸出；
③淀粉遇碘单质变蓝；
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）KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在酸性条件下反应生成ClO₂、CO₂和KHSO₄，反应的方程式为：2KClO₃+H₂C₂O₄+2H₂SO₄=2ClO₂↑+2CO₂↑+2KHSO₄+2H₂O，
故答案为：2KClO₃+H₂C₂O₄+2H₂SO₄═2ClO₂+2CO₂+2KHSO₄+2H₂O．
（2）①由生产流程可知氯化铵在盐酸溶液中电解，阴极生成氢气，阳极生成NCl₃，电解方程式为NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，
故答案为：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
②在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，发生NCl₃+NaClO₂+H₂O→ClO₂+NH₃+NaOH+NaCl，溶液X中大量存在的阴离子有Cl^-、OH^-，
故答案为：Cl^-、OH^-；
③a．ClO₂易溶于水，不能利用水吸收氨，故a错误；
b．碱石灰不能吸收氨气，故b错误；
c．浓硫酸可以吸收氨气，且不影响ClO₂，故c正确；
d．ClO₂易溶于水，不能利用饱和食盐水吸收氨气，故d错误；
故答案为：c；
（3）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玻璃液封装置的作用是吸收残留的ClO₂气体（避免碘的逸出），故答案为：吸收残留的ClO₂气体（避免碘的逸出）；
③V中加入的指示剂通常为淀粉溶液，滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色，
故答案为：溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色；
④含有Na₂S₂O₃物质的量为0.02 L×0.1mol/L=0.002 mol，则：
根据关系式：2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃，
             2          10
        n（ClO₂）       0.002mol
所以n（ClO₂）=0.0004mol，所以m（ClO₂）=0.004 mol×67.5g/mol=0.02700g，
故答案为：0.02700．

点评 本题考查较为综合，涉及物质含量的测定以及分离等知识，为高频考点，把握物质的性质、制备流程、发生的反应为解答的关键，侧重分析与实验、计算能力的综合考查，综合性较强，题目难度中等．