Question

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NH₄Cl、盐酸、NaClO₂（亚氯酸钠）为原料制备ClO₂的流程如下：
（1）写出电解时发生反应的化学方程式：

 

；
（2）除去ClO₂中的NH₃可选用的试剂是

 

；（填序号）
A．饱和食盐水    B．碱石灰    C．浓硫酸    D．水
（3）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cmol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定 （I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-），共用去VmL硫代硫酸钠溶液．
①装置中玻璃液封管的作用是

 

；
②请写出上述二氧化氯气体与碘化钾溶液反应的离子方程式

 

；
③测得ClO₂的质量m（ClO₂）=

 

．（用含c、V的代数式表示）

Answer 1

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：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

通电  .

NCl₃+3H₂↑，在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，
（1）由工艺流程转化关系可知，电解氯化铵与盐酸混合溶液，生成NCl₃与H₂；
（2）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，据此判断；
（3）①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；
②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；
③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）电解氯化铵和盐酸混合溶液时，根据流程图知生成氢气、和NCl₃，其电解反应方程式为：NH₄Cl+2HCl

电解  .

3H₂↑+NCl₃，
故答案为：NH₄Cl+2HCl

电解  .

3H₂↑+NCl₃；
（2）A．ClO₂易溶于水，不能利用饱和食盐水吸收氨气，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，不能利用水吸收氨气，故D错误．
故答案为：C；
（3）①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：吸收残余的二氧化氯气体，并使锥形瓶内外压强相等；
②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；
③VmLNa₂S₂O₃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

c?V?10^-3 mol．
所以m（ClO₂）=

1

5

c?V?10^-3 mol×67.5g/mol=1.35cv×10^-2g，
故答案为：1.35cV×10^-2g．

点评：本题考查阅读题目获取信息能力、氧化还原反应滴定及应用、离子检验、对工艺流程及装置理解分析等，难度中等，要求学生要有扎实的实验基础知识和灵活应用信息解决问题的能力．注意基础知识的全面掌握．