Question

ClO₂在常溫下是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，其熔點為-59℃，沸點為11.0℃，易溶于水．工業(yè)上用稍潮濕的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃時反應制得ClO₂、K₂CO₃和CO₂．某學生擬用圖1所示裝置模擬工業(yè)制取并收集ClO₂．

（1）A裝置中發(fā)生反應的化學方程式是

 

．A裝置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、

 

．
（2）B裝置必須放在冰水浴中，其原因是

 

．
（3）反應后在裝置C中可得NaClO₂溶液．已知（1）NaClO₂飽和溶液在溫度低于38℃時析出晶體是NaClO₂?3H₂O，在溫度高于38℃時析出晶體是NaClO₂，溫度高于60℃時NaClO₂分解生成NaClO₃和NaCl；（2）NaClO₂的溶解度曲線如圖2所示，請補充從NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶體的操作步驟：
①

 

；②

 

；③洗滌；④低于60℃干燥；得到成品．
（4）ClO₂很不穩(wěn)定，需隨用隨制，產物用水吸收得到ClO₂溶液．為測定所得溶液中ClO₂的含量，進行了下列實驗：
步驟1：準確量取ClO₂溶液10.00mL，稀釋成250mL試樣；量取V₁ mL試樣加入到錐形瓶中；
步驟2：用稀硫酸調節(jié)試樣的pH≤2.0，加入足量的KI晶體，靜置片刻；（1molClO₂與足量的KI反應轉移5mol電子）
步驟3：加入指示劑，用C mol?L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定至終點，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂  mL
（已知2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI）．
①配制250mL c mol?L^-1 Na₂S₂O₃標準溶液時，用到的玻璃儀器除燒杯、量筒、玻璃棒外還有：

 

．
②滴定過程中進行三次平行測定的原因是

 

．
③若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，則測定結果

 

．（填“偏高”、“偏低”或“不變”
④原ClO₂溶液的濃度為

 

g/L（用步驟中的字母代數式表示）

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量,常見氣體制備原理及裝置選擇

專題：

分析：（1）工業(yè)上用稍潮濕的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃時反應制得ClO₂、K₂CO₃和CO₂，根據反應物、產物和反應條件寫出反應方程式；讓反應物充分的接觸；測量溫度的儀器是溫度計；
（2）二氧化氯的熔點較低，為收集二氧化氯，應在較低溫度下進行；
（3）從溶液中制取溶質，一般采用蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌、干燥的方法；
（4）①配制250mL c mol?L^-1 Na₂S₂O₃標準溶液時，應選擇250mL容量瓶．定容需要膠頭滴管；
②多次實驗可以減少誤差；
③把空氣的體積算在內；
④多次實驗可以減少誤差，根據關系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃計算c（ClO₂）．

解答： 解：（1）讓反應物充分的接觸，加快反應速率反應時攪拌，測量溫度的儀器是溫度計；加熱60℃，氯酸鉀和草酸反應生成碳酸鉀、二氧化碳、二氧化氯和水，反應方程式為：2KClO₃+H₂C₂O₄

60°C  .

K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O，
故答案為：2KClO₃+H₂C₂O₄

60°C  .

K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O；溫度計；
（2）二氧化氯的熔點較低，為收集二氧化氯，應在較低溫度下進行，所以應該采用冰水浴，
故答案為：使ClO₂充分冷凝，減少揮發(fā)；
（3）從溶液中制取溶質，一般采用蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌、干燥的方法，為防止析出晶體NaClO₂?3H₂O，
趁熱過濾；用38℃～60℃熱水洗滌；低于60℃干燥；
故答案為：蒸發(fā)結晶；趁熱過濾；
（4））①配制250mL c mol?L^-1 Na₂S₂O₃標準溶液時，應選擇250mL容量瓶，定容需要膠頭滴管；
故答案為：250mL 容量瓶、膠頭滴管；
②為減少實驗誤差，應采用多次實驗的方法，故答案為：取平均值，減少計算誤差；
③把空氣的體積算在內，故讀出的消耗的體積就偏大，故測定結果偏高，故答案為：偏高；
④設原ClO₂溶液的濃度為x，
       2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃
      2mol            10mol

10-2×x×V1×10-3

0.25

mol  1×10^-3cV₂mol
x=

5cV2

V1

mol?L^-1=

5cV2

V1

mol/L×67.5g/mol=

337.5CV2

V1

g?L^-1，
故答案為：

337.5CV2

V1

．

點評：本題考查實驗方案的設計，同時考查學生分析問題、解決問題的能力，明確物質的性質是解本題關鍵，難度中等．