Question

（13分）二氧化氯（ClO₂）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。某学生拟用左下图所示装置模拟工业制取并收集ClO₂。

（1）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）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       ；B也必须添加温度控制装置，应该是            装置。

（3）反应后在装置C中可得NaClO₂溶液。已知NaClO₂饱和溶液中在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂·3H₂O，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO₂。根据上图所示的NaClO₂的溶解度曲线，请补充从NaClO₂溶液中制得NaClO₂的操作步骤：

①         ；②         ；③洗涤；④干燥。

（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 mL，稀释成100 mL试样；量取V₁ mL试样加入到锥形瓶中；

步骤2：调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；

步骤3：加入淀粉指示剂，用c mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。（已知2 Na₂S₂O₃ + I₂ = Na₂S₄O₆ + 2NaI）

①滴定过程中，至少须进行两次平行测定的原因是                     。

②原ClO₂溶液的浓度为            g / L（用含字母的代数式表示）。

Answer

（1）2KClO3 + H2C2O4  K2CO3 + CO2↑+ 2ClO2↑+ H2O

（2）烧杯、温度计        冰水浴（或冷水浴）

（3）①蒸发浓缩结晶      ②趁热过滤

（4）①减少实验误差      ②135cV2/ V1

【解析】

试题分析：（1）根据原子守恒可知，生成物还有水，所以反应的方程式是2KClO3 + H2C2O4  K2CO3 + CO2↑+ 2ClO2↑+ H2O。

（2）温度的控制必须利用温度计，所以还缺少温度计，以及盛放溶液的烧杯。由于二氧化氯的沸点是11℃，所以要控制温度不超过11℃，应该采用冰水浴（或冷水浴）。

（3）由于在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2，而在在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2·3H2O，所以必须是趁热过滤，即正确的操作是蒸发浓缩结晶、趁热过滤，然后洗涤干燥即可。

（4）①由于只做一次实验，误差大，结果不准确，所以在滴定过程中，至少须进行两次平行测定的原因是减少实验误差。

②根据电子的得失守恒可知，ClO2和Na2S2O3 的关系是ClO2～5Na2S2O3 。所以原溶液中ClO2的物质的量是0.001V2 c÷5/0.001V1×0.1＝V2 c/50V1，所以原ClO2溶液的浓度为V2 c/50V1×67.5g÷0.01L＝135cV2/ V1g/L。

考点：化学实验