Question

15．ClO₂是一種安全、高效、強(qiáng)力殺菌劑，其性質(zhì)如表：

色態(tài)		溶于堿	常溫常壓	超過1Kpa、受熱或遇光
常溫氣體	-59-11℃ 紅黃色液體	生成亞氯酸鹽和氯酸鹽	不穩(wěn)定	爆炸

回答下列問題：
（1）由表可以看出：保存液態(tài)ClO₂的條件是密封、低溫避光；
（2）工業(yè)用潮濕的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃時(shí)反應(yīng)制取ClO₂．某研究小組設(shè)計(jì)如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置（略去部分裝置）制備ClO₂．

①在燒瓶中先放入一定量的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄），然后再加入足量的稀硫酸，加熱．反應(yīng)后產(chǎn)物中有ClO₂、CO₂和一種酸式鹽，該酸式鹽的化學(xué)式為KHSO₄．氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：1．
②該實(shí)驗(yàn)采取的加熱方式是水浴加熱，圖示裝置中除酒精燈、燒杯外，還缺少的一種必須的玻璃儀器是溫度計(jì)．
③A裝置用于吸收產(chǎn)生的二氧化氯，其中最好盛放b．（填標(biāo)號(hào)）
a.60℃的溫水     b．冰水      c．飽和食鹽水
④B裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2ClO₂+2OH^-=ClO₃^-+ClO₂^-+H₂O．
⑤將二氧化氯溶液加入到硫化氫溶液中．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：溶液含SO₄^2-：取少量所得溶液于試管中，加入少量用稀硝酸酸化過的氯化鋇溶液，出現(xiàn)白色沉淀．
（3）為測(cè)定A溶液中ClO₂的含量．量取ClO₂溶液10m L，稀釋成100m L試樣．量取10mL試樣進(jìn)行了如圖2實(shí)驗(yàn)：（已知：2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI）
①步驟Ⅰ加足量的KI晶體，搖勻，需在暗處靜置30min．若不“在暗處靜置30min”，立即進(jìn)行步驟Ⅱ，則消耗Na₂S₂O₃的體積將偏�。�（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）
②若恰好消耗c mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液的體積為VmL，則原ClO₂溶液的濃度為13.5cVg•L^-1（用含字母的代數(shù)式表示）

Answer 1

分析 （1）二氧化氯的熔點(diǎn)較低、易揮發(fā)，遇光易爆炸；
（2）①KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在酸性條件下反應(yīng)生成ClO₂、CO₂和KHSO₄，反應(yīng)方程式為2KClO₃+H₂C₂O₄+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2ClO₂↑+2CO₂↑+2KHSO₄+2H₂O；
②控制反應(yīng)溫度60℃，采取水浴加熱，需要用溫度計(jì)控制溫度；
③CO₂在較高溫度下發(fā)生爆炸、且熔點(diǎn)低，應(yīng)用冷水吸收；
④B為尾氣處理，用堿液吸收，反應(yīng)生成亞氯酸鹽和氯酸鹽；
⑤取少量所得溶液于試管中，加入少量用稀硝酸酸化過的氯化鋇溶液；
（3）①在暗處靜置是為了使ClO₂與KI充分反應(yīng)，防止ClO₂分解，若不靜置，ClO₂反應(yīng)不完全；
②ClO₂溶液與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式：2ClO₂+10I^-+8H⁺=5I₂+2Cl^-+4H₂O，由I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，可得ClO₂～5S₂O₃^2-，據(jù)此計(jì)算．

解答 解：（1）二氧化氯的熔點(diǎn)較低、易揮發(fā)，遇光易爆炸，保存液態(tài)ClO₂的條件是密封、低溫避光，
故答案為：低溫避光；
（2）①KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在酸性條件下反應(yīng)生成ClO₂、CO₂和KHSO₄，反應(yīng)方程式為：2KClO₃+H₂C₂O₄+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2ClO₂↑+2CO₂↑+2KHSO₄+2H₂O，KClO₃是氧化劑，H₂C₂O₄是還原劑，二者物質(zhì)的量之比為2：1，
故答案為：KHSO₄；2：1；
②控制反應(yīng)溫度60℃，溫度低于100℃采取水浴加熱，應(yīng)用溫度計(jì)控制溫度，
故答案為：水浴加熱；溫度計(jì)；
③CO₂在較高溫度下發(fā)生爆炸、且熔點(diǎn)低，應(yīng)用冷水吸收，
故選：b；
④B為尾氣處理，用堿液吸收，反應(yīng)生成亞氯酸鹽和氯酸鹽，反應(yīng)離子方程式為：2ClO₂+2OH^-=ClO₃^-+ClO₂^-+H₂O，
故答案為：2ClO₂+2OH^-=ClO₃^-+ClO₂^-+H₂O；
⑤設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明溶液含SO₄^2-：取少量所得溶液于試管中，加入少量用稀硝酸酸化過的氯化鋇溶液，出現(xiàn)白色沉淀，
故答案為：取少量所得溶液于試管中，加入少量用稀硝酸酸化過的氯化鋇溶液，出現(xiàn)白色沉淀；
（3）①在暗處靜置是為了使ClO₂與KI充分反應(yīng)，防止ClO₂分解，若不靜置，ClO₂反應(yīng)不完全，生成的碘偏小，故測(cè)得的結(jié)果就偏小，故答案為：偏�。�
②ClO₂溶液與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式：2ClO₂+10I^-+8H⁺=5I₂+2Cl^-+4H₂O，由I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，可得ClO₂～5S₂O₃^2-，設(shè)原ClO₂溶液物質(zhì)的量濃度為x mol/L，則：
x mol/L×0.01L×$\frac{10mL}{100mL}$=V×10^-3L×cmol/mol×$\frac{1}{5}$，
解得x=0.2cV，
則原ClO₂溶液的濃度為0.2cV mol/L×67.5g/mol=13.5cV g/L，
故答案為：13.5cV．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)實(shí)驗(yàn)制備方案、對(duì)題目信息的遷移應(yīng)用、物質(zhì)的分離提純、滴定應(yīng)用等，理解原理是解題的關(guān)鍵，同時(shí)考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，難度較大．