Question

（16分）

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)上用稍潮濕的KClO3和草酸（H2C2O4）在60℃時(shí)反應(yīng)制得。某學(xué)生擬用下圖所示裝置模擬工業(yè)制取并收集ClO2。

（1）A中反應(yīng)產(chǎn)物有K2CO3、ClO2和CO2等，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

（2）A必須添加溫度控制裝置，除酒精燈外，還需要的玻璃儀器有燒杯、 ；B也必須添加溫度控制裝置，應(yīng)該是 (選填“冰水浴”或“熱水浴”)裝置。

（3）反應(yīng)后在裝置C中可得NaClO2溶液。已知NaClO2飽和溶液在溫度低于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)下圖所示的NaClO2的溶解度曲線，

請(qǐng)補(bǔ)充從NaClO2溶液中制得NaClO2的操作步驟：① ；② ；③洗滌；④干燥。

（4）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10.00 mL，稀釋成100.00 mL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V2 mL。（已知2 Na2S2O3 + I2 ＝ Na2S4O6 + 2NaI）

①滴定過程中，至少須進(jìn)行兩次平行測(cè)定的原因是 。

②原ClO2溶液的濃度為 g / L（用步驟中的字母代數(shù)式表示）。

Answer 1

（16分）

（1）2KClO3 + H2C2O4 K2CO3 + CO2↑+ 2ClO2↑+ H2O（3分）

（2）溫度計(jì)（2分） 冰水�。�2分）

（3）①蒸發(fā)濃縮結(jié)晶（2分） ②趁熱過濾（2分）

（4）①減少實(shí)驗(yàn)誤差（2分） ②135cV2/ V1（3分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)題意，氯酸鉀與草酸在60℃時(shí)反應(yīng)生成碳酸鉀、二氧化碳、二氧化氯、水，化學(xué)方程式為2KClO3 + H2C2O4 K2CO3 + CO2↑+ 2ClO2↑+ H2O；

（2）A必須添加溫度控制裝置，所以A中應(yīng)添加的玻璃儀器是溫度計(jì)；因?yàn)橹迫�ClO2的熔沸點(diǎn)較低，所以應(yīng)在較低溫度下收集，所以B應(yīng)選擇冰水浴；

（3）從溶液中得到晶體需要蒸發(fā)濃縮溶液，再過濾，因?yàn)闇囟雀哂?8℃時(shí)析出晶體是NaClO2，溫度太高，溶解度增大，所以應(yīng)趁熱過濾，再洗滌、干燥；

（4）①滴定過程中，至少須進(jìn)行兩次平行測(cè)定的原因是可以減少實(shí)驗(yàn)誤差；

②ClO2被還原為氯離子，I-被氧化為碘單質(zhì)，根據(jù)得失電子守恒，則2ClO2～5I2，再根據(jù)Na2S2O3與碘單質(zhì)的關(guān)系，則2ClO2～5I2～10 Na2S2O3，所以消耗Na2S2O3溶液V2 mL時(shí)，V2mLClO2溶液中ClO2的物質(zhì)的量是c mol·L—1×V2×10-3L/5，則質(zhì)量是c mol·L—1×V2×10-3L/5×67.5g/mol=67.5cV2×10-3/5g，則原溶液中ClO2濃度為67.5cV2×10-3/5g×10/(V1×10-3L)=135cV2/V1g/L。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)的制備，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，基本操作的判斷，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算