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。工业上用潮湿的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60时反应制得。某学生拟有左下图所示的装置模拟制取并收集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，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、          ；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。根据右上图所示的NaClO₂的溶解度曲线，请补充从NaClO₂溶液中制得NaClO₂的操作步骤：

①            ；②            ；③洗涤；④干燥。

（4）NaClO₂变质可分解为NaClO₃和NaCl。取等质量变质前后的NaClO₂试样均配成溶液，分别与足量FeSO₄溶液反应时，消耗Fe²⁺的物质的量相同，从电子守恒的角度解释其原因是                                                        。

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，进行了下列实验：

步骤1：准确量取ClO₂溶液10.00 mL，稀释成100.00 mL试样；量取V₁ mL试样加入到锥形瓶中；

步骤2：调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；

步骤3：加入淀粉指示剂，用c mol·L^—1 Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。（已知2 Na₂S₂O₃ + I₂ →Na₂S₄O₆ + 2NaI）

（5）判断滴定终点的现象                                                     。原ClO₂溶液的浓度为            g / L（用步骤中的字母代数式表示）。

 

Answer 1

【答案】

（1）2KClO₃+ H₂C₂O₄   K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O  （2分）

（2）温度计　　　冰水浴　　　（2分）

（3）蒸发结晶　　趁热过滤　　　（2分）

（4）根据氧化还原反应过程中电子转移守恒，反应整个过程中氯元素最终为－1价，所以FeSO₄所失去的电子数相等，消耗的FeSO₄的量也相等。　　　　　　（2分）

（5）加到最后一滴时，溶液的颜色突然由蓝色变为无色，且半分钟不变化（2分）　　135cV₂/V₁（2分）

【解析】

试题分析：（1）A中反应产物有K₂CO₃、ClO₂和CO₂等,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;

（2）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；

（3）根据信息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。根据右上图所示的NaClO₂的溶解度曲线，随着温度升高溶解度增大，因此请补充从NaClO₂溶液中制得NaClO₂的操作步骤为蒸发结晶和趁热过滤。

（4）根据氧化还原反应过程中电子转移守恒，反应整个过程中氯元素最终为－1价，所以FeSO₄所失去的电子数相等，消耗的FeSO₄的量也相等。

（5）判断滴定终点的现象为滴定终点时，I₂完全反应，溶液由蓝色变为无色，故答案为：蓝色变为无色且半分钟不变化；

（6）设原ClO₂溶液的浓度为x，

考点：本题考查了实验方案的设计，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。