Question

ClO₂是一种优良的消毒剂，熔点为-59.5℃，沸点为11.0℃，浓度过高时易发生分解引起爆炸，实验室在50℃时制备ClO₂。

实验Ⅰ：制取并收集ClO₂，装置如图所示：

(1)写出用上述装置制取ClO₂的化学反应方程式_____________。

(2)装置A中持续通入N₂的目的是___________。装置B应添加__________(填“冰水浴”、“沸水浴”或“50℃的热水浴”)装置。

实验Ⅱ：测定装置A中ClO₂的质量，设计装置如图：

过程如下：

①在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用100mL水溶解后，再加3mL硫酸溶液；

②按照右图组装好仪器；在玻璃液封管中加入①中溶液，浸没导管口；

③将生成的ClO₂由导管通入锥形瓶的溶液中，充分吸收后，把玻璃液封管中的水封溶液倒入锥形瓶中，洗涤玻璃液封管2—3次，都倒入锥形瓶，再向锥形瓶中加入几滴淀粉溶液；

④用c mol·L⁻¹ Na₂S₂O₃标准液滴定锥形瓶中的液体，共用去V mL Na₂S₂O₃溶液(已知：I₂+2S₂O₃^2-=2I⁻+S₄O₆^2-)。

(3)装置中玻璃液封管的作用是_____________。

(4)滴定终点的现象是___________________。

(5)测得通入ClO₂的质量m(ClO₂)=_______g(用整理过的含c、V的代数式表示)。

Answer

降低ClO2的浓度，防止ClO2的浓度过高而发生分解，引起爆炸 冰水浴 防止ClO2逸出，使ClO2全部反应，准确测定ClO2的质量 溶液由蓝色变为无色，并且在30s内颜色不发生变化 1.35×10-2cV

【解析】

Ⅰ.(1)根据题给信息可知：NaClO3与亚硫酸钠在酸性条件下反应生成ClO2和硫酸钠等物质；

(2)二氧化氯(ClO2)沸点为11℃，NaClO3与亚硫酸钠在酸性条件下生成二氧化氯等物质， ClO2浓度过高时易发生分解引起爆炸，ClO2的沸点低，用冰水可以使ClO2冷凝为液体；

Ⅱ. (3)用水再次吸收残余的二氧化氯气体，并使锥形瓶内外压强相等，准确测量；

(4)溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不褪色，说明滴定至终点；

(5)根据氧化还原反应分析，有关系式2ClO2～5I2～10Na2S2O3计算n(ClO2)，再根据m=nM计算m(ClO2)。

Ⅰ.(1)根据题给信息可知：NaClO3与亚硫酸钠在酸性条件下反应生成ClO2和硫酸钠等物质，则化学反应方程式为：，故答案为：；

(2)二氧化氯(ClO2)沸点为11℃，NaClO3与亚硫酸钠在酸性条件下生成二氧化氯等物质， ClO2浓度过高时易发生分解引起爆炸，通入氮气，及时排出；ClO2的沸点低，用冰水可以使ClO2冷凝为液体，故答案为：降低ClO2的浓度，防止ClO2的浓度过高而发生分解，引起爆炸；冰水浴；

Ⅱ. (3)装置中玻璃液封管的作用是，防止ClO2逸出，使ClO2全部反应，准确测定ClO2的质量，故答案为：防止ClO2逸出，使ClO2全部反应，准确测定ClO2的质量；

(4)当滴入(最后)一滴标准液时，溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不褪色，说明滴定至终点，故答案为：溶液由蓝色变为无色，并且在30s内颜色不发生变化；

(5)VmLNa2S2O3溶液含有Na2S2O3物质的量n(Na2S2O3)=V•10-3 L×cmol/L=c•V•10-3 mol．则：根据关系式：，所以n(ClO2)=n(Na2S2O3)=×c•V•10-3 mol，所以m(ClO2)=n(ClO2) •M=×c•V•10-3 mol×67.5g/mol=1.35cV×10-2g，故答案为：1.35cV×10-2。