Question

【題目】ClO2(黃綠色易溶于水的氣體)是一種高效、低毒的消毒劑。某興趣小組通過(guò)圖1裝置(夾持裝置略)對(duì)其制備、吸收和釋放進(jìn)行了研究。

(1)儀器A的名稱是_______________________。

(2)安裝F中導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)選用圖2中的___________________。

(3)A中發(fā)生反應(yīng)生成ClO2和Cl2，其氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為__________。

(4)關(guān)閉B的活塞，ClO2在D中被穩(wěn)定劑完全吸收生成NaClO2，此時(shí)F中溶液的顏色不變，則裝置C的作用是__________________。

(5)已知在酸性條件下NaClO2可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO2，該反應(yīng)的離子方程式為____。

(6)ClO2很不穩(wěn)定，需隨用隨制，產(chǎn)物用水吸收可得到ClO2溶液。為測(cè)定所得溶液中ClO2的濃度，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V0 mL試樣加入到錐形瓶中；

步驟2：用稀硫酸調(diào)節(jié)試樣的pH≤2.0，加入足量的KI晶體，靜置片刻；

步驟3：加入指示劑，用c mol·L1 Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)。重復(fù)2次，測(cè)得消耗Na2S2O3溶液平均值為V1 mL。

(已知2ClO2+10I+8H+=2Cl+5I2+4H2O　2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI)

計(jì)算該ClO2的濃度為______g/L(用含字母的代數(shù)式表示，計(jì)算結(jié)果化簡(jiǎn))。

Answer 1

【答案】圓底燒瓶 b 1∶2 吸收Cl2 4H++5ClO2-=Cl+4ClO2↑+2H2O 135cV1/V0

【解析】

根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，A、B是制備氯氣和二氧化氯的；C是用于吸收氯氣的；D是用于吸收二氧化氯的，E是用于重新釋放二氧化氯的，F是可驗(yàn)證尾氣中是否含有氯氣。

(1)根據(jù)儀器特征，可知儀器A是圓底燒瓶；

(2)F裝置應(yīng)是Cl2和KI反應(yīng)，還需要連接尾氣處理裝置，所以應(yīng)長(zhǎng)管進(jìn)氣，短管出氣，故選b；

(3)氯酸鈉和稀鹽酸混合產(chǎn)生Cl2和ClO2，NaClO3中氯為+5價(jià)被還原成ClO2中+4價(jià)，鹽酸中氯為-1價(jià)，被氧化成0價(jià)氯，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2，所以NaClO3、ClO2前化學(xué)計(jì)量數(shù)為2，Cl2前化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，反應(yīng)化學(xué)方程式：2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O，其氧化產(chǎn)物Cl2和還原產(chǎn)物ClO2物質(zhì)的量之比為1∶2；

(4)F裝置中發(fā)生Cl2+2KI=2KCl+I2時(shí)，碘遇淀粉變藍(lán)，而F中溶液的顏色不變，則裝置C的作用是吸收Cl2；

(5)在酸性條件下NaClO2可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO2，根據(jù)元素守恒可知應(yīng)還有水生成，該反應(yīng)的離子方程式為4H++5ClO2-=Cl+4ClO2↑+2H2O；

(6)設(shè)原ClO2溶液的濃度為x mol/L，則根據(jù)滴定過(guò)程中的反應(yīng)方程式可知2ClO2～5I2～10Na2S2O3；則有，解得x=，換算單位得。