Question

（本题共15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。工业上用潮湿的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃时反应制得。某学生拟有左下图所示的装置模拟制取并收集ClO₂。

（1）B必须放在冰水浴中控制温度，其原因是                                            ；

（2）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。根据右上图所示的NaClO₂的溶解度曲线，请补充从NaClO₂溶液中制得NaClO₂的操作步骤：

a            ；b            ；③洗涤；④干燥。

（3）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10.00 mL，稀释成100.00 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^—1 Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。

（已知2 Na₂S₂O₃ + I₂ →Na₂S₄O₆ + 2NaI）

①配制70 mL c mol/LNa₂S₂O₃标准溶液时，用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有：                                                    。

②步骤2中发生反应的离子方程式为：                                              。

③判断滴定终点的现象                                                     。

原ClO₂溶液的浓度为            g / L（用步骤中的字母代数式表示）。

④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              ；若滴定开始仰视读数，滴定终点时正确读数，则测定结果              。（填 “偏高”“偏低”或“不变”）

Answer

（1）使ClO2充分冷凝，减少挥发（2分） （2）a .蒸发结晶 b. 趁热过滤 （各1分）

（3）①100ml 容量瓶、胶头滴管（各1分）②2ClO2+8H++10I-＝Cl2+5I2+4H2O（2分）

③加到最后一滴时，溶液的颜色恰好由蓝色变为无色，且半分钟不变化（2分） 135cV2/V1（3分）

④偏高 偏低（各1分）

【解析】

试题分析：（1）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；

（2）从溶液中析出溶质，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2，所以为防止析出晶体NaClO2•3H2O需要趁热过滤，故答案为：蒸发结晶、趁热过滤；

（3）①配制70mL c mol•L-1 Na2S2O3标准溶液时，应选择100mL容量瓶和胶头滴管；故答案为：100mL 容量瓶、胶头滴管；

②二氧化氯检验氧化性，能把碘化钾氧化生成单质碘，自身被还原为氯气，反应的方程式为2ClO2+8H++10I-＝Cl2+5I2+4H2O；

③由于碘遇淀粉显蓝色，所以终点的实验现象是加到最后一滴时，溶液的颜色恰好由蓝色变为无色，且半分钟不变化；设原ClO2溶液的浓度为x，则

2ClO2～5I2～～～～～～～～～～10Na2S2O3

2mol 10mol

（10-2x×V1×10-3）÷0.1 mol 1×10-3cV2mol

解得x＝135cV2/V1g•L-1；

④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；若滴定开始仰视读数，则读数偏大。滴定终点时正确读数，则测定结果偏低。

考点：考查物质制备、含量测定实验方案的设计