Question

二氧化氯（ClO₂）是目前国际上公认的第四代高效、无毒的消毒剂．工业上用潮湿的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃时反应制得．某学生现在设计模拟装置来制取收集ClO₂并测定其质量．

已知：ClO₂是一种黄红色有刺激性气味的气体，其熔点为-59℃，沸点为11.0℃，易溶于水．实验Ⅰ：制取并收集ClO₂，如图1所示的装置．
（1）装置A中反应产物有K₂CO₃、ClO₂和CO₂等，请写出该反应的化学方程式

 

；
（2）装置A必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、

 

；装置B也必须添加温度控制装置，应该是

 

（填“冰水浴”或“热水浴”）装置．
实验Ⅱ：测定ClO₂质量、如图2所示的装置．
过程如下：在锥形瓶中加入足量的碘化钾，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；将玻璃液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，共用去V mL硫代硫酸钠溶液．（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）
（3）装置中玻璃液封管的作用是

 

．
（4）滴定终点的现象是

 

．
（5）测得通入ClO₂的质量m（ClO₂）=

 

g．（用整理过的含c、V的代数式表示）
（6）用ClO₂处理过的饮用水（pH为5.5～6.5）常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子ClO₂^-．若饮用水中ClO₂^-的含量超标，可向其中加入适量的某还原剂，得到的氧化产物有净水作用，该氧化产物是

 

（填化学式）．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）KClO₃和草酸发生氧化还原反应生成ClO₂、K₂CO₃、CO₂和H₂O；
（2）装置A必须添加温度控制装置，二氧化氯室温下为气体，易液化；
（3）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；
（4）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；
（5）根据关系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃计算n（ClO₂），再根据m=nM计算m（ClO₂）；
（6）ClO₂^-具有氧化性，能把还原性的物质氧化生成高价态的物质．

解答： 解：（1）KClO₃和草酸发生氧化还原反应生成ClO₂、K₂CO₃、CO₂和H₂O，反应的化学方程式为2KClO₃+H₂C₂O₂=K₂CO₃+2ClO₂↑+CO₂↑+H₂O；
故答案为：2KClO₃+H₂C₂O₂=K₂CO₃+2ClO₂↑+CO₂↑+H₂O；
（2）装置A必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、温度计，二氧化氯室温下为气体，易液化，应用盛有冰水混合物的水槽；
故答案为：温度计，冰水浴；
（3）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，并使锥形瓶内外压强相等；
（4）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；
（5）VmLNa₂S₂O₃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；
（6）ClO₂^-具有氧化性，能把还原性的物质氧化生成高价态的物质，且在PH为5.5～6.5生成沉淀而除去，在PH为5.5～6.5生成沉淀的物质有Fe（OH）₃，
故答案为：Fe（OH）₃．

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．