Question

ClO₂作为消毒剂在消毒过程中对人体无毒无害，具有广泛的应用前景。某同学用下图所示的装置制备ClO₂气体，反应原理为饱和草酸溶液与KClO₃粉末在60℃时反应制得ClO₂（温度过高或过低都会影响制气效率）

已知信息：①ClO₂是一种黄绿色有刺激性气味的气体，熔点-59℃，沸点11.0℃。与碱反应和氯气相似。
②草酸是酸性强于醋酸的二元弱酸，对应的钙盐（CaC₂O₄）不溶于醋酸，能溶于强酸，它还是一种还原性较强的物质。
（1）制备ClO₂的化学方程式：2KClO₃+H₂C₂O₄=  2KHCO₃+2ClO₂↑；下列说法正确的是            

A．KClO3在反应中得到电子

B．ClO2是氧化产物

C．H2C2O4在反应中失去电子

D．1mol KClO3参加反应有2mol电子转移

（2）A装置中还缺少的一样仪器名称是__________，
若将A中烧杯去掉，让烧瓶直接加热是否可以，为什么？_________________________。
（3）C装置吸收尾气后，溶液中含有NaOH、Na₂CO₃等溶质，该同学认为C中还可能含有NaClO₂、NaClO₃，试分析可能的原因，并写出有关化学方程式________                         。
（4）实验室还可通过以下反应制得ClO₂：
  KClO₃＋  H₂C₂O₄＋  H₂SO₄=    ClO₂↑＋  K₂SO₄＋  CO₂↑+  H₂O.
配平上述方程式。0.5 mol KClO₃参加反应有        个电子转移。

Answer 1

（1）AC（2）温度计；不可以，若直接加热温度难以控制。（3）ClO₂挥发，进入C中，与氢氧化钠溶液反应。2ClO₂+2NaOH= NaClO₂ +NaClO₃+H₂O
（4）2KClO₃+H₂C₂O₄+H₂SO₄= 2ClO₂↑+K₂ SO₄+2CO₂↑+2H₂O3.01×10²³ (或0.5N_A)

解析试题分析：（1）反应2KClO₃+H₂C₂O₄= 2KHCO₃+2ClO₂↑中，Cl元素的化合价由+5价降低为+4价，C元素的化合价由+3价升高到+4价，A、KClO₃中Cl元素的化合价由+5价降低为+4价，则在反应中得到电子，正确；B、KClO₃中Cl元素的化合价由+5价降低为+4价，被还原生成ClO₂，ClO₂为还原产物，错误；C、H₂C₂O₄中C元素的化合价由+3价升高到+4价，草酸为还原剂，正确；D、1molKClO₃参加反应转移电子为1mol，错误。（2）制备ClO₂气体的反应原理为饱和草酸溶液与KClO₃粉末在60℃时反应制得ClO₂，必须控制温度在60℃，采用水浴加热，应用温度计则水温；（3）由信息①知ClO₂的沸点11.0℃，易挥发，与碱反应和氯气相似可得：2ClO₂+2NaOH= NaClO₂ +NaClO₃+H₂O（4）利用化合价升降法配平氧化还原方程式；KClO₃中Cl元素的化合价由+5价降低为+4价，1mol KClO₃参加反应转移电子为1mol，0.5 mol KClO₃参加反应有0.5N_A个电子转移。
考点：考查氧化还原反应基本概念，化学方程式的书写及有关实验。