Question

二氧化氯（ClO₂）是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑．ClO₂是一種黃綠色的氣體，易溶于水．實(shí)驗(yàn)室以NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料制備ClO₂的流程如下：

（1）寫(xiě)出電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______．
（2）除去ClO₂中的NH₃可選用的試劑是______．（填序號(hào)）
A．碳酸鈉溶液　　B．堿石灰　　C．濃硫酸　　D．水
（3）測(cè)定ClO₂（如圖）的過(guò)程如下：在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用100mL水溶解后，再加3mL硫酸溶液；在玻璃液封管中加入水；將生成的ClO₂氣體通過(guò)導(dǎo)管在錐形瓶中被吸收；將玻璃封管中的水封液倒入錐形瓶中，加入幾滴淀粉溶液，用cmol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定 （I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-），共用去VmL硫代硫酸鈉溶液．

①ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)（還原產(chǎn)物為Cl^-），反應(yīng)的離子方程式為：______．
②裝置中玻璃液封管的作用是______．
③滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是______．
④測(cè)得ClO₂的質(zhì)量m（ClO₂）______．（用含c、V的代數(shù)式表示）
（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定溶液X的成份，請(qǐng)補(bǔ)充完成實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①______	______	溶液X中含有鈉離子
②______	______	溶液X中含有氯離子

Answer 1

解：（1）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，電解氯化銨與鹽酸混合溶液，生成NCl₃與H₂，
反應(yīng)方程式為NH₄Cl+2HCl═3H₂↑+NCl₃．
故答案為：NH₄Cl+2HCl═3H₂↑+NCl₃．
（2）A、ClO₂易溶于水，不能利用碳酸鈉溶液吸收氨氣，故A錯(cuò)誤；
B、堿石灰不能吸收氨氣，故B錯(cuò)誤；
C、濃硫酸可以吸收氨氣，且不影響ClO₂，故C正確；
D、ClO₂易溶于水，不能利用水吸收氨氣，故D錯(cuò)誤．
故選：C．
（3）①由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時(shí)生成水，反應(yīng)離子方程式為2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O．
故答案為：2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O．
②裝置中玻璃液封管的作用是，用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶?jī)?nèi)外壓強(qiáng)相等．
故答案為：用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶?jī)?nèi)外壓強(qiáng)相等．
③溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說(shuō)明滴定至終點(diǎn)．
故答案為：溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不褪色，．
④VmLNa₂S₂O₃溶液含有Na₂S₂O₃物質(zhì)的量為V?10^-3 L×cmol/L=c?V?10^-3 mol．則：
根據(jù)關(guān)系式：2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃，
2 10
n（ClO₂） c?V?10^-3 mol
所以n（ClO₂）=c?V?10^-3 mol．
所以m（ClO₂）=c?V?10^-3 mol×67.5g/mol=1.35cv×10^-2g．
故答案為：1.35cv×10^-2g．
（4）①取一根鉑絲在火焰上灼燒至無(wú)色，再蘸取少許溶液X在火焰上灼燒，火焰呈黃色，說(shuō)明溶液X中含有鈉離子．
故答案為：取一根鉑絲在火焰上灼燒至無(wú)色，再蘸取少許溶液X在火焰上灼燒；火焰呈黃色．
②取少許溶液X于一支試管中，先滴加硝酸，再滴加硝酸銀溶液（或滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液），產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明溶液X中含有氯離子．
故答案為：取少許溶液X于一支試管中，先滴加硝酸，再滴加硝酸銀溶液（或滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液）；產(chǎn)生白色沉淀．
分析：（1）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，電解氯化銨與鹽酸混合溶液，生成NCl₃與H₂．
（2）由信息可知，ClO₂易溶于水，所以不能利用水溶液吸收，氨氣為堿性氣體．據(jù)此判斷．
（3）①由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應(yīng)，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時(shí)生成水．
②用水再次吸收殘余的二氧化氯氣體，并使錐形瓶?jī)?nèi)外壓強(qiáng)相等．
③溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說(shuō)明滴定至終點(diǎn)．
④根據(jù)關(guān)系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃計(jì)算n（ClO₂），再根據(jù)m=nM計(jì)算m（ClO₂）．
（4）若溶液X中含有鈉離子，可以利用焰色反應(yīng)檢驗(yàn)Na⁺．若溶液X中含有氯離子，利用氯化銀白色沉淀檢驗(yàn)Cl^-．
點(diǎn)評(píng)：考查閱讀題目獲取信息能力、氧化還原反應(yīng)滴定及應(yīng)用、離子檢驗(yàn)、對(duì)工藝流程及裝置理解分析等，難度中等，要求學(xué)生要有扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和靈活應(yīng)用信息解決問(wèn)題的能力．注意基礎(chǔ)知識(shí)的全面掌握．