Question

【題目】ClO2在常溫下是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，其熔點為－59℃，沸點為11.0℃，易溶于水。工業上用稍潮濕的KClO3和草酸（H2C2O4）在60℃時反應制得。某學生擬用圖1所示裝置模擬工業制取并收集ClO2。

圖1 圖2

（1）A裝置電動攪拌棒的作用是 。A裝置必須添加溫度控制裝置，除酒精燈外，還需要的玻璃儀器有燒杯、 。

（2）B裝置必須放在冰水浴中，其原因是 。

（3）反應后在裝置C中可得NaClO2溶液。

已知Ⅰ.NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出晶體是NaClO2·3H2O，在溫度高于38℃時析出晶體是NaClO2，溫度高于60℃時NaClO2分解生成NaClO3和NaCl；

Ⅱ.NaClO2的溶解度曲線如圖2所示，請補充從NaClO2溶液中制得NaClO2晶體的操作步驟：

①減壓，55℃蒸發結晶；② ；③ ；④ ；得到成品。

（4）ClO2很不穩定，需隨用隨制，產物用水吸收得到ClO2溶液。為測定所得溶液中ClO2的含量，進行了下列實驗：

步驟1：準確量取ClO2溶液10.00 mL，稀釋成100.00 mL試樣；量取V1 mL試樣加入到錐形瓶中；

步驟2：用稀硫酸調節試樣的pH≤2.0，加入足量的KI晶體，靜置片刻；

步驟3：加入指示劑，用c mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液V2 mL（已知2 Na2S2O3 + I2 ＝Na2S4O6 + 2NaI）。

①制100 mL c mol·L-1 Na2S2O3標準溶液時，用到的玻璃儀器除燒杯、量筒、玻璃棒外還有： 。

②滴定過程中進行三次平行測定的原因是 。

③原ClO2溶液的濃度為 g·L-1（用含字母代數式表示）。

④若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，則測定結果 。（填“偏高”、“偏低”或“不變” ）

Answer 1

【答案】（1）反應時攪拌，增大反應物的接觸面積，加快反應速率（2分）溫度計（1分）

（2）使ClO2充分冷凝，減少揮發（2分）

（3）②趁熱過濾（2分）③用38℃-60℃熱水洗滌（2分）④低于60℃干燥（1分）

（4）① 100 mL 容量瓶、膠頭滴管（2分）②取平均值，減少計算誤差（2分）③（2分）④偏高（2分）

【解析】

試題分析：（1）A裝置電動攪拌棒的作用是反應時攪拌，增大反應物的接觸面積，加快反應速率；反應在60℃時進行，應用水浴加熱，A必須添加溫度控制裝置，要控制溫度必須使用溫度計測量溫度，所以除酒精燈外，還需要的玻璃儀器有燒杯、溫度計。

（2）B裝置為二氧化氯的收集裝置，二氧化氯（ClO2）的沸點為11.0℃，必須放在冰水浴中，其原因是使ClO2充分冷凝，減少揮發。

（3）反應后在裝置C中可得NaClO2溶液。已知NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出晶體是NaClO2·3H2O，在溫度高于38℃時析出晶體是NaClO2。從NaClO2溶液中制得NaClO2晶體的操作步驟：①蒸發結晶；②趁熱過濾 ③用38℃-60℃熱水洗滌 ④低于60℃干燥。

（4）①配制100 mL c mol/LNa2S2O3標準溶液時，用到的玻璃儀器除燒杯、量筒、玻璃棒外，還有100 mL容量瓶、膠頭滴管；

②滴定過程中至少需進行兩次平行測定的原因是取平均值，減少計算誤差；

③步驟2中發生反應為二氧化氯與碘化鉀在酸性條件下反應生成單質碘、氯化鉀和水，離子方程式為2ClO2+10I-+8H+ = 2Cl- + 5I2 + 4H2O，根據題給反應得關系式：ClO2—5Na2S2O3，代入相關數據計算得ClO2溶液的濃度為g / L；

④若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，代入計算的標準液體積偏大，則測定結果偏高。