Question

ClO₂在常温下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。工业上用稍潮湿的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃时反应制得。某学生拟用图1所示装置模拟工业制取并收集ClO₂。

图1                           图2

（1）A装置电动搅拌棒的作用是              。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Ⅰ.NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂·3H₂O，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO₂，温度高于60℃时NaClO₂分解生成NaClO₃和NaCl；

Ⅱ.NaClO₂的溶解度曲线如图2所示，请补充从NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶体的操作步骤：

①减压，55℃蒸发结晶；②            ；③            ；④            ；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：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，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL（已知2 Na₂S₂O₃ + I₂ ＝Na₂S₄O₆ + 2NaI）。

①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滴定过程中进行三次平行测定的原因是                   。

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

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              。（填“偏高”、“偏低”或“不变” ）

Answer

（1）反应时搅拌，增大反应物的接触面积，加快反应速率（2分）温度计（1分）

（2）使ClO2充分冷凝，减少挥发（2分）

（3）②趁热过滤（2分）③用38℃-60℃热水洗涤（2分）④低于60℃干燥（1分）

（4）① 100 mL 容量瓶、胶头滴管（2分）②取平均值，减少计算误差（2分）③（2分）④偏高（2分）

【解析】

试题分析：（1）A装置电动搅拌棒的作用是反应时搅拌，增大反应物的接触面积，加快反应速率；反应在60℃时进行，应用水浴加热，A必须添加温度控制装置，要控制温度必须使用温度计测量温度，所以除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、温度计。

（2）B装置为二氧化氯的收集装置，二氧化氯（ClO2）的沸点为11.0℃，必须放在冰水浴中，其原因是使ClO2充分冷凝，减少挥发。

（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，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2。从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤：①蒸发结晶；②趁热过滤 ③用38℃-60℃热水洗涤 ④低于60℃干燥。

（4）①配制100 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100 mL容量瓶、胶头滴管；

②滴定过程中至少需进行两次平行测定的原因是取平均值，减少计算误差；

③步骤2中发生反应为二氧化氯与碘化钾在酸性条件下反应生成单质碘、氯化钾和水，离子方程式为2ClO2+10I-+8H+ = 2Cl- + 5I2 + 4H2O，根据题给反应得关系式：ClO2—5Na2S2O3，代入相关数据计算得ClO2溶液的浓度为g / L；

④若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，代入计算的标准液体积偏大，则测定结果偏高。

考点：考查物质的制备与收集，溶液中物质含量的测定等知识。