Question

（14分）二氧化氯(ClO₂)作为一种高效强氧化剂已被联合国世界卫生组织(WHO)列为AI级安全消毒剂。常温下二氧化氯为黄绿色或橘黄色气体，性质非常不稳定，温度过高或水溶液中ClO₂的质量分数高于30％等均有可能引起爆炸，易与碱液反应生成盐和水。

（1）某研究小组设计如图所示实验制备ClO₂溶液，其反应的化学方程式为

2KClO₃+H₂C₂O₄+2H₂SO₄2KHSO₄+2ClO₂↑+2CO₂↑+2H₂O

①在反应开始之前将烧杯中的水加热到80℃，然后停止加热，并使其温度保持在60～80℃之间。控制温度的目的是_____________         。

②装置A用于溶解产生的二氧化氯气体，其中最好盛放_______(填字母)。

a．20mL 60℃的温水           b．100mL冰水  

c．100mL饱和食盐水          d．100mL沸水

③在烧瓶中加入12.25g KClO₃和9g草酸(H₂C₂O₄)，然后再加入足量的稀硫酸，水浴加热，反应后生成ClO₂的质量为______________________ClO₂

（2）用ClO₂处理过的饮用水(pH为5.5～6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子(ClO₂^-)。饮用水中ClO₂、ClO₂^-的含量可用连续碘量法进行测定，实验步骤如下：

步骤1：准确量取一定体积的水样加入锥形瓶中；

步骤2：调节水样的pH至7.0～8.0；

步骤3：加入足量的KI晶体；

步骤4：加入少量指示剂，用一定浓度的Na₂S₂O₃溶液滴定至终点；

步骤5：再调节溶液的pH≤2.0；

步骤6：继续用相同浓度的Na₂S₂O₃溶液滴定至终点。

①步骤1中若要量取20.00mL水样，则应选用的仪器是____________________________。

②步骤1～4的目的是测定水样中ClO₂的含量，其反应的化学方程式为: 2ClO₂+2KI=2KClO₂+I₂   2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI，则步骤4中加入的指示剂为_________，滴定达到终点时溶液的颜色变化为___________________________。

③步骤5的目的是用I^-将溶液中的ClO₂^-还原为Cl^-以测定其含量，该反应的离子方程式为________________。

Answer

(每空2分，共14分) （1）①使反应正常进行，并防止温度过高引起爆炸。 ② b ③ 6.75g

（2） ①25mL酸式滴定管

② 淀粉溶液 溶液颜色褪去，且30秒内不恢复蓝色。

③ ClO2- + 4I- + 4H+ = Cl- + 2I2 + 2H2O

【解析】

试题分析：（1） ①反应温度保持在60～80℃之间，可以使反应正常进行，并防止温度过高ClO2引起爆炸。②装置A用于溶解产生的二氧化氯气体，由于二氧化氯常温下为黄绿色或橘黄色气体，性质非常不稳定，温度过高或水溶液中ClO2的质量分数高于30％等均有可能引起爆炸，易与碱液反应生成盐和水，所以装置A最好盛放100mL冰水,选项是b；③n(KClO3)= 12.25g÷122.5g/mol=0.1mol；n(H2C2O4)= 9g÷90g/mol=0.1mol,根据方程式可知在反应时n(KClO3)：n(H2C2O4)2:1，可见草酸过量，反应产生的物质应该以不足量的KClO3为标准。n(ClO2)= 0.1mol,其质量是m(ClO2)=0.1mol×67.5g/mol=6.75g。（2） ①步骤1中若要量取20.00mL水样，由于ClO2的水溶液显酸性，所以应选用的仪器是25mL酸式滴定管；②在反应中若水中不存在氧化性的物质，则前边滴加KI反应产生的I2不再产生，再滴加Na2S2O3也不会发生反应，所以步骤4中加入的指示剂为淀粉溶液，滴定达到终点时溶液的颜色变化为溶液颜色褪去，且30秒内不恢复蓝色。③步骤5的目的是用I-将溶液中的ClO2-还原为Cl-以测定其含量，根据电子守恒及原子守恒、电荷守恒，该反应的离子方程式为ClO2- + 4I- + 4H+ = Cl- + 2I2 + 2H2O。

考点：考查反应条件及控制的原因、反应物有过量时的计算、指示剂的选择、滴定终点的判断、反应的离子方程式的书写的知识。