Question

ClO₂在常温下是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为-59℃，沸点为11.0℃，易溶于水．工业上用稍潮湿的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃时反应制得ClO₂、K₂CO₃和CO₂．某学生拟用图1所示装置模拟工业制取并收集ClO₂．

（1）A装置中发生反应的化学方程式是

 

．A装置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、

 

．
（2）B装置必须放在冰水浴中，其原因是

 

．
（3）反应后在装置C中可得NaClO₂溶液．已知（1）NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂?3H₂O，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO₂，温度高于60℃时NaClO₂分解生成NaClO₃和NaCl；（2）NaClO₂的溶解度曲线如图2所示，请补充从NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶体的操作步骤：
①

 

；②

 

；③洗涤；④低于60℃干燥；得到成品．
（4）ClO₂很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO₂溶液．为测定所得溶液中ClO₂的含量，进行了下列实验：
步骤1：准确量取ClO₂溶液10.00mL，稀释成250mL试样；量取V₁ mL试样加入到锥形瓶中；
步骤2：用稀硫酸调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；（1molClO₂与足量的KI反应转移5mol电子）
步骤3：加入指示剂，用C mol?L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂  mL
（已知2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI）．
①配制250mL c mol?L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液时，用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有：

 

．
②滴定过程中进行三次平行测定的原因是

 

．
③若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果

 

．（填“偏高”、“偏低”或“不变”
④原ClO₂溶液的浓度为

 

g/L（用步骤中的字母代数式表示）

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,常见气体制备原理及装置选择

专题：

分析：（1）工业上用稍潮湿的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃时反应制得ClO₂、K₂CO₃和CO₂，根据反应物、产物和反应条件写出反应方程式；让反应物充分的接触；测量温度的仪器是温度计；
（2）二氧化氯的熔点较低，为收集二氧化氯，应在较低温度下进行；
（3）从溶液中制取溶质，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法；
（4）①配制250mL c mol?L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液时，应选择250mL容量瓶．定容需要胶头滴管；
②多次实验可以减少误差；
③把空气的体积算在内；
④多次实验可以减少误差，根据关系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃计算c（ClO₂）．

解答： 解：（1）让反应物充分的接触，加快反应速率反应时搅拌，测量温度的仪器是温度计；加热60℃，氯酸钾和草酸反应生成碳酸钾、二氧化碳、二氧化氯和水，反应方程式为：2KClO₃+H₂C₂O₄

60°C  .

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

60°C  .

K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O；温度计；
（2）二氧化氯的熔点较低，为收集二氧化氯，应在较低温度下进行，所以应该采用冰水浴，
故答案为：使ClO₂充分冷凝，减少挥发；
（3）从溶液中制取溶质，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，为防止析出晶体NaClO₂?3H₂O，
趁热过滤；用38℃～60℃热水洗涤；低于60℃干燥；
故答案为：蒸发结晶；趁热过滤；
（4））①配制250mL c mol?L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液时，应选择250mL容量瓶，定容需要胶头滴管；
故答案为：250mL 容量瓶、胶头滴管；
②为减少实验误差，应采用多次实验的方法，故答案为：取平均值，减少计算误差；
③把空气的体积算在内，故读出的消耗的体积就偏大，故测定结果偏高，故答案为：偏高；
④设原ClO₂溶液的浓度为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，
故答案为：

337.5CV2

V1

．

点评：本题考查实验方案的设计，同时考查学生分析问题、解决问题的能力，明确物质的性质是解本题关键，难度中等．