Question

用浓盐酸与氯酸钾固体反应制氯气时，发现所得气体颜色偏深，经分析该气体主要含有和两种气体，某研究性学习小组拟用如图所示装置分离制得的混合气体，并测定两种气体的物质的量之比。

Ⅰ.查阅资料：常温下二氧化氯为黄绿色气体，其熔点为℃，沸点为℃，能溶于水，不溶于浓硫酸、四氯化碳，有强氧化性，能与溶液反应生成等物质的量的两种盐，其中一种为。

Ⅱ.制备与分离：

(1)实验加药品前应进行的实验操作是__________。

(2)装置C、E的作用分别是___________、____________。

(3)F中与溶液反应的离子方程式为___________。

Ⅲ.测量与计算：反应结束后，测得B、C装置分别增重和，将D中的液体溶于水，配成溶液，取该溶液，调节试样的，加入足量的晶体，振荡后，静置片刻；加入指示剂X，用溶液滴定至终点，消耗溶液。(已知：，)

(4)指示剂X为___________溶液，滴定至终点时的现象是溶液由___________色变为_______色。

(5)D装置收集到的的物质的量为____________。

Ⅳ.结论：

(6)浓盐酸与氯酸钾固体反应的化学方程式为____________。

Answer

检查装置的气密性 吸收混合气体中的 安全瓶防倒吸 淀粉 蓝 无

【解析】

实验目的有二个：①分离Cl2和ClO2混合气体，②测定Cl2和ClO2的物质的量之比。结合图中装置可知，实验时先检验装置的气密性，A中浓盐酸与氯酸钾反应，B中浓硫酸干燥，C可除去混合气体中的氯气，D冷凝分离出二氧化氯，E作为安全瓶防止F中溶液倒吸进入D中，F中NaOH溶液可吸收尾气；测定含量时结合2C1O2+8H++10I-=5I2+2Cl- +4H2O、2 Na2S2O3+I2=== = Na2S4O6+2NaI 可知，存在ClO2~ 5Na2S2O3 。

(1)制备气体的实验步骤通常是：连接仪器组成装置，检查装置气密性，加入试剂等等，故加药品前应检查装置气密性，故答案为：检查装置的气密性；
(2)根据相似相溶原理和题中信息，氯气易溶于四氯化碳，二氧化氯不溶于四氯化碳且较易液化，从而可实现它们的分离；装置C的作用是溶解吸收混合气体中的氯气，装置D可使二氧化氯冷凝成液体，装置E作为安全瓶能防止F中溶液倒吸至D中，故答案为：吸收混合气体中的；安全瓶防倒吸；
(3) F中NaOH溶液能吸收氯气、二氧化氯，防止污染空气。因氧化还原反应中化合价升降数相等，所以C1O2与NaOH溶液反应生成等物质的量的两种盐，其中一种为NaC1O3，另一种只能是NaC1O2，其离子方程式为，故答案为：；
(4)用Na2S2O3标准溶液滴定含I2溶液时，使用淀粉做指示剂，滴定终点时的现象：滴加最后一滴标准溶液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复蓝色，故答案为：滴加最后一滴标准溶液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复蓝色；
(5)由已知离子方程式得： 2C1O2~5I2~ 10Na2S2O3，则25. 00mL溶液中，n(C1O2)=n( Na2S2O3)=0.200mol/L25. 00 10-3L=1. 0010-3mol， 2. 5L溶液(装置D收集到的C1O2) 中 n(C1O2 )=0.100mol。故答案为：0.100mol；

(6) 装置C增重14.2g为氯气，即n(Cl2)=0.200mol，故装置A中生成C1O2、Cl2的物质的量之比为1:2，反应的化学方程式为3KC1O3+10HCl=2C1O2↑+4C12↑+3KC1 +5H2O， 故答案为：3KC1O3+10HCl=2C1O2↑+4C12↑+3KC1 +5H2O。