Question

(13分)二氧化氯(ClO₂)是目前国际上公认的第四代高效、无毒的消毒剂，是一种黄绿色的气体，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。某学生拟用下图所示装置模拟工业制取并收集ClO₂。

（1）A装置必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、__________。

（2）B装置必须放在冰水浴中，其原因是______________________________。

（3）反应后在装置C中可得NaClO₂溶液。已知：NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂•3H₂O，高于38℃时析出晶体是NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl。NaClO₂的溶解度曲线如图

获得NaClO₂晶体的操作步骤为：

①减压，55℃蒸发结晶；

②趁热过滤；

③                                       ；

④在55℃干燥，得到成品。

（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的浓度，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：用稀硫酸调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；

步骤3：加入指示剂，用c mol·L^－1 Na₂S₂O₃溶液滴定至终点。重复2次，测得消耗Na₂S₂O₃溶液平均值为V₂ mL(已知2Na₂S₂O₃＋I₂===Na₂S₄O₆＋2NaI)。

①配制100 mL c mol·L^－1 Na₂S₂O₃标准溶液时，用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有：_______。

②若步骤2所得溶液放置时间太长，则测定结果____________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)

③ClO₂溶液的浓度为________ g·L^－1(用含字母的代数式表示)。

Answer

（共13分）（1）温度计（2分）

（2）使ClO2充分冷凝，减少挥发（2分，只要答案中有冷凝就给2分）

（3）用38～60℃热水洗涤 （2分，仅写洗涤给1分）

（4）①100mL容量瓶、胶头滴管（2分，写一种得1分，字写错不得分） ②偏高（2分） ③（3分，有“135、13.5或1.35”等135字符至少得1分）

【解析】

试题分析：（1）控制温度的仪器为温度计。（2）因为ClO2沸点为11.0℃，容易挥发，使用冰水浴使ClO2充分冷凝，减少挥发（3）因为NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2•3H2O，高于38℃时析出晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。要得到NaClO2需要用38～60℃热水洗涤。（4）①配制100毫升溶液需要使用100mL容量瓶和胶头滴管。②因为碘化钾可以被空气中的氧气氧化而生成碘单质，所以会造成结果偏高。③假设原二氧化氯的浓度为x，则有

2ClO2—5I2---10Na2S2O3

2mol_________10mol

0.01xV1×0.001/0.10.001cV2计算x=2cV2/V1mol/l=g/L。

考点：实验操作，溶液配制，中和滴定