Question

二氧化氯（ClO₂）是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，其熔點(diǎn)為-59℃，沸點(diǎn)為11.0℃，易溶于水．工業(yè)上用潮濕的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60時(shí)反應(yīng)制得．某學(xué)生擬有圖1所示的裝置模擬制取并收集ClO₂．

（1）B必須放在冰水浴中控制溫度，其原因是

 

（2）反應(yīng)后在裝置C中可得NaClO₂溶液．已知NaClO₂飽和溶液中在溫度低于38℃時(shí)析出晶體是NaClO₂?3H₂O，在溫度高于38℃時(shí)析出晶體是NaClO₂．根據(jù)圖2所示的NaClO₂的溶解度曲線(xiàn)，請(qǐng)補(bǔ)充從NaClO₂溶液中制得NaClO₂的操作步驟：a

 

；b

 

；③洗滌；④干燥．
（3）ClO₂很不穩(wěn)定，需隨用隨制，產(chǎn)物用水吸收得到ClO₂溶液．為測(cè)定所得溶液中ClO₂的含量，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：
步驟1：準(zhǔn)確量取ClO₂溶液10.00mL，稀釋成100.00mL試樣；量取V₁ mL試樣加入到錐形瓶中；
步驟2：調(diào)節(jié)試樣的pH≤2.0，加入足量的KI晶體，靜置片刻；
步驟3：加入淀粉指示劑，用c mol?L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂mL．
（已知2Na₂S₂O₃+I₂→Na₂S₄O₆+2NaI）
①配制70mL c mol/LNa₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，用到的玻璃儀器除燒杯、量筒、玻璃棒外還有：

 

．
②步驟2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：

 

③判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象

 

．
原ClO₂溶液的濃度為

 

g/L（用步驟中的字母代數(shù)式表示）．
④若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，則測(cè)定結(jié)果

 

；
若滴定開(kāi)始仰視讀數(shù)，滴定終點(diǎn)時(shí)正確讀數(shù)，則測(cè)定結(jié)果

 

．（填“偏高”“偏低”或“不變”）

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專(zhuān)題：

分析：（1）二氧化氯的熔點(diǎn)較低，為收集二氧化氯，應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行；
（2）從溶液中制取溶質(zhì)，一般采用蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥的方法；
（3）①配制70mL c mol?L^-1 Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，應(yīng)選擇100mL容量瓶；
②二氧化氯具有氧化性，在酸性環(huán)境下，能將碘離子氧化；
③加入的指示劑為淀粉，淀粉遇單質(zhì)碘變藍(lán)，則單質(zhì)碘反應(yīng)完，則溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，達(dá)到滴定終點(diǎn)；
根據(jù)關(guān)系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃計(jì)算c（ClO₂）；
④根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作中滴定液體積大小的影響來(lái)回答判斷．

解答： 解：（1）二氧化氯的熔點(diǎn)較低，為收集二氧化氯，應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行，所以應(yīng)該采用冰水浴，
故答案為：使ClO₂充分冷凝，減少揮發(fā)；
（2）從溶液中制取溶質(zhì)，一般采用蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥的方法，防止析出晶體NaClO₂?3H₂O，趁熱過(guò)濾，
故答案為：蒸發(fā)結(jié)晶；趁熱過(guò)濾；
（3））①實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有70mL的容量瓶，故配制70mL c mol?L^-1 Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，應(yīng)選擇100mL容量瓶，用膠頭滴管定容；
故答案為：100mL 容量瓶、膠頭滴管；
②二氧化氯具有氧化性，在酸性環(huán)境下，能將碘離子氧化，反應(yīng)的原理方程式為：2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O，故答案為：2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O；
③加入的指示劑為淀粉，淀粉遇單質(zhì)碘變藍(lán)，則單質(zhì)碘反應(yīng)完，則溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，達(dá)到滴定終點(diǎn)；
設(shè)原ClO₂溶液的濃度為x，準(zhǔn)確量取ClO₂溶液10.00mL，稀釋成100.00mL試樣，則濃度變?yōu)椋?span id="qkwcesw" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

x

10

，
       2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃
      2mol            10mol
 

x

10

×V₁×10^-3mol      1×10^-3cV₂mol
x=

2mol×1×10-3cV2mol

10mol× V1 10 ×10-3mol

=

2cV2

V1

mol/L=67.5g/mol×

2cV2

V1

mol/L=

135cV2

V1

g?L^-1，
故答案為：加到最后一滴時(shí)，溶液的顏色恰好由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘不變化；

135cV2

V1

；
④若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，則相當(dāng)于消耗的滴定液的體積偏大，所以測(cè)定結(jié)果偏大，若滴定開(kāi)始仰視讀數(shù)，滴定終點(diǎn)時(shí)正確讀數(shù)，相當(dāng)于消耗的滴定液體積偏小，所以結(jié)果偏低，故答案為：偏高；偏低．

點(diǎn)評(píng)：本題考查實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，同時(shí)考查學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，難度中等．計(jì)算時(shí)要注意二氧化氯濃度的變化．