Question

二氧化氯（ClO₂）被联合国世界卫生组织列为A₁级高效安全灭菌消毒剂。常温下ClO₂为黄绿色气体，其熔点为-59℃，沸点为11.0℃，能溶于水，不与水反应。温度过高，ClO₂的水溶液可能爆炸。某研究性学习小组拟用下图所示装置制取并收集ClO₂。（加热和夹持装置均省略）

（1）在圆底烧瓶中先放入一定量的KClO₃和草酸H₂C₂O₄，然后再加入足量的稀硫酸，在60℃—80℃之间生成ClO₂、CO₂和一种硫酸盐，该反应的化学方程式为_______。

（2）A装置中使用温度计的目的是____________。B装置的作用是_________。

（3）装置中的NaOH溶液吸收尾气中的ClO₂，生成物质的量之比为1:1的两种盐，一种为NaClO₂，另一种为_____________。

（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 .0mL，稀释成100.0 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，振荡后，静置片刻；

步骤3：加入指示剂X，用amol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃ 溶液V₂mL。

已知：2ClO₂+8H⁺+10I^—=5I₂+2Cl^—+4H₂O     I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆

指示剂X为___________。原ClO₂溶液的浓度为________ g/L(用含字母的代数式表示) 。

Answer

H2C2O4+2KClO3+H2SO4 K2SO4+2ClO2↑+2CO2↑+2H2O 控制温度，避免温度过高引起爆炸 将C1O2冷凝并收集 NaClO3 淀粉溶液

【解析】

A装置由草酸、氯酸钾和硫酸制二氧化氯(ClO2)：H2C2O4+2KClO3+H2SO4 K2SO4+2ClO2↑+2CO2↑+2H2O，B装置冷凝并收集产品ClO2，C装置防倒吸，D装置吸收多余的ClO2，防止污染空气，据此分析解答(1)～(3)；

(4)有碘单质生成，可以用淀粉做指示剂；根据元素守恒结合反应得到关系式2ClO2～5I2～10Na2S2O3计算c(ClO2)。

(1)由草酸、氯酸钾和硫酸在60℃～80℃之间生成C1O2、CO2和硫酸钾，反应的化学方程式为：H2C2O4+2KClO3+H2SO4 K2SO4+2ClO2↑+2CO2↑+2H2O，故答案为：H2C2O4+2KClO3+H2SO4 K2SO4+2ClO2↑+2CO2↑+2H2O；

(2)由题可知：常温下二氧化氯为黄绿色气体，温度过高，二氧化氯的水溶液可能爆炸，故温度计的作用是控制温度，避免温度过高引起爆炸；二氧化氯熔沸点较低，在冰水中冷凝并收集，故答案为：控制温度，避免温度过高引起爆炸；将C1O2冷凝并收集；

(3)NaOH吸收ClO2尾气，生成物质的量之比为1∶1的两种盐，一种为NaClO2，根据氧化还原反应的规律，另一种盐中Cl元素化合价升高，即为NaClO3，故答案为：NaClO3；

(4)有碘单质生成，用淀粉做指示剂；二氧化硫和碘单质的反应中，根据电子守恒，得到：2ClO2～5I2，结合反应2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI，得到关系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3。设原ClO2溶液的浓度为x，可得如下关系：

有x=mol/L=×67.5 g/L=g/L，故答案为：淀粉溶液；。