Question

【題目】二氧化氯是高效、低毒的消毒劑。已知：ClO2是一種黃綠色易溶于水的氣體，具有強(qiáng)氧化性，回答下列問題：

(1)ClO2的制備及性質(zhì)探究(如圖所示)。

①儀器a的名稱為________，裝置B的作用是________。

②裝置C用于制備ClO2，同時(shí)還生成一種酸式鹽，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。裝置D中滴有幾滴淀粉溶液，其作用是________________。

③裝置E用于吸收尾氣，反應(yīng)生成NaClO2，則該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________，氧化產(chǎn)物是___________。

(2)粗略測(cè)定生成ClO2的量

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a. 取下裝置D，將其中的溶液轉(zhuǎn)入250mL容量瓶，用蒸餾水洗滌D瓶2~3次，并將洗滌液一并轉(zhuǎn)移到容量瓶中，再用蒸餾水稀釋至刻度。

b. 從容量瓶中取出25.00mL溶液于錐形瓶中，用0.1000mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定（I2+2S2O32-=2I－+S4O62-），指示劑顯示終點(diǎn)時(shí)共用去24.00 mL硫代硫酸鈉溶液。

①滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是_____________。

②進(jìn)入裝置D中的ClO2質(zhì)量為_______，與C中ClO2的理論產(chǎn)量相比，測(cè)定值偏低，可能的原因是__________。

Answer 1

【答案】分液漏斗 防倒吸、防堵塞(或平衡氣壓、安全瓶均可) SO2＋H2SO4＋2KClO3=2KHSO4＋2ClO2 檢驗(yàn)有I2生成，進(jìn)而證明ClO2有強(qiáng)氧化性 2:1 O2 溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再改變 0.324g 產(chǎn)生ClO2的速率太快，ClO2沒有被D中的溶液完全吸收；C中ClO2未全部進(jìn)入D中

【解析】

(1)濃H2SO4和Na2SO3反應(yīng)生成SO2，A制備SO2，B裝置有緩沖作用，可防止倒吸、堵塞；裝置C用于制備ClO2，同時(shí)還生成一種酸式鹽，則C中發(fā)生反應(yīng)SO2+H2SO4+2KClO3=2KHSO4+2ClO2，ClO2是一種黃綠色易溶于水的氣體，具有強(qiáng)氧化性，在D中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成I2，裝置D中滴有幾滴淀粉溶液，I2遇淀粉變藍(lán)色；裝置E用于吸收尾氣，反應(yīng)生成NaClO2，雙氧水作還原劑生成氧氣，從而防止尾氣污染環(huán)境；

(2)①碘遇淀粉變藍(lán)色，當(dāng)?shù)馔耆�反�?yīng)后溶液變?yōu)闊o色；

②ClO2與KI在溶液反應(yīng)離子方程式為：2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O，結(jié)合I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，可得ClO2～5S2O32-，則n(ClO2)=n(Na2S2O3)=×0.1000mol/L×0.024L=0.00048mol，250mL溶液中含有n(I2)=0.00048mol×10=0.0048mol，m(ClO2)=0.0048mol×67.5g/mol=0.324g；ClO2部分沒有被吸收、未完全進(jìn)入D中都導(dǎo)致測(cè)定值偏低。

(1) 濃H2SO4和Na2SO3反應(yīng)生成SO2，A用于制備SO2，B裝置有緩沖作用，能防止倒吸、堵塞；裝置C用于制備ClO2，同時(shí)還生成一種酸式鹽，則C中發(fā)生反應(yīng)SO2+H2SO4+2KClO3=2KHSO4+2ClO2，ClO2是一種黃綠色易溶于水的氣體，具有強(qiáng)氧化性，所以D中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成I2，裝置D中滴有幾滴淀粉溶液，I2單質(zhì)遇淀粉溶液變?yōu)樗{(lán)色；裝置E用于吸收尾氣，反應(yīng)生成NaClO2，雙氧水作還原劑生成氧氣，從而防止尾氣污染環(huán)境，

①儀器a的名稱為分液漏斗，裝置B有緩沖作用，所以能防倒吸、防堵塞(或平衡氣壓、安全瓶)；

②裝置C用于制備ClO2，同時(shí)還生成一種酸式鹽，根據(jù)元素守恒可知，生成的酸式鹽為KHSO4，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+H2SO4+2KClO3=2KHSO4+2ClO2；裝置D中滴有幾滴淀粉溶液，淀粉遇碘溶液變?yōu)樗{(lán)色，根據(jù)淀粉溶液是否變色來判斷是否有I2單質(zhì)生成，從而證明ClO2是否具有氧化性；

③裝置E用于吸收尾氣，反應(yīng)生成NaClO2，反應(yīng)方程式為H2O2+2ClO2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+H2O，在該反應(yīng)中ClO2是氧化劑，NaClO2的還原產(chǎn)物，H2O2是還原劑，O2是氧化產(chǎn)物，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：1；

(2)①I2單質(zhì)遇淀粉溶液變?yōu)樗{(lán)色，當(dāng)?shù)馔耆�反�?yīng)后溶液變?yōu)闊o色，所用滴定終點(diǎn)是溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再改變；

②ClO2溶液與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式：2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O，結(jié)合I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，可得關(guān)系式：ClO2～5S2O32-，則n(ClO2)=n(Na2S2O3)=×0.1000mol/L×0.024L=0.00048mol，則在250mL溶液中含有n(I2)=0.00048mol×10=0.0048mol，m(ClO2)=0.0048mol×67.5g/mol=0.324g；由于C中ClO2有一部分沒有被吸收、未完全進(jìn)入D中都導(dǎo)致測(cè)定值偏低。