Question

二氧化氯（ClO₂）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂．ClO₂是一种黄绿色的气体，易溶于水．实验室以NH₄C1、盐酸、NaClO₂（亚氯酸钠）为原料制备ClO₂的流程如图1：

（1）写出电解时发生反应的化学方式：

 

．
（2）测定ClO₂（如图2）的过程如下：在锥形瓶中加入足最的碘化钾，用100mL水溶解后，再加3mL硫酸溶液；在玻璃液封管中加入水；将生成的ClO₂气体通过导管在锥形瓶中被吸收；将玻璃封管中的水封液倒入锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液，用c mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-），共用去V mL硫代硫酸钠溶液．
①ClO₂通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，反应的离子方程式为：

 

．
②装置中玻璃液封管的作用是

 

、

 

．
③滴定至终点的现象是

 

．
④测得ClO₂的质量m（ClO₂）=

 

．（用含c、V的代数式表示）

Answer 1

考点：电解原理,中和滴定

专题：实验题,电化学专题

分析：（1）电解时铵根离子失去电子，氢离子得到电子，据此书写电解方程式；
（2）①由题目信息可知，ClO₂通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，氧化I^-为I₂，自身被还原为Cl^-，同时生成水；
②用水再次吸收残余的二氧化氯气体，并使锥形瓶内外压强相等；
③溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不褪色，说明滴定至终点；
④根据关系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃计算n（ClO₂），再根据m=nM计算m（ClO₂）．

解答： 解：（1）电解时铵根离子失去电子，氢离子得到电子，电解反应为NH₄Cl+2HCl

通电  .

3H₂↑+NCl₃，故答案为：NH₄Cl+2HCl

通电  .

3H₂↑+NCl₃；
（2）①由题目信息可知，ClO₂通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，氧化I^-为I₂，自身被还原为Cl^-，同时生成水，反应离子方程式为2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O．
故答案为：2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O．
②装置中玻璃液封管的作用是，用水再次吸收残余的二氧化氯气体，并使锥形瓶内外压强相等．
故答案为：用水再次吸收残余的二氧化氯气体；使锥形瓶内外压强相等；
③溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不褪色，说明滴定至终点，
故答案为：溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不褪色；
④VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物质的量为V?10^-3 L×cmol/L=c?V?10^-3 mol．则：
根据关系式：2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃，
             2            10
          n（ClO₂）     c?V?10^-3 mol
所以n（ClO₂）=

1

5

c?V?10^-3 mol．
所以m（ClO₂）=

1

5

c?V?10^-3 mol×67.5g/mol=1.35cv×10^-2g，
故答案为：1.35cv×10^-2g．

点评：本题以氯及其化合物的性质考查氧化还原反应及物质的制备实验，把握习题中的信息及知识迁移应用为解答的关键，侧重学生综合应用能力及信息抽取和分析能力的考查，题目难度中等．