Question

【題目】是一種高效安全消毒劑，常溫下為紅黃色有刺激性氣味氣體，其熔點為-59.5℃，沸點為11.0℃，能溶于水但不與水反應，遇熱水緩慢水解。某研究性學習小組欲制備水溶液并檢驗其性質。

Ⅰ．二氧化氯水溶液制備。

在圓底燒瓶中先放入固體和，然后再加入5mL稀硫酸，用磁力攪拌棒攪拌（如圖），將燒瓶放在熱水浴中，保持60℃~80℃，至B中廣口瓶內呈深紅黃色時停止加熱。回答下列問題：

(1)裝置A用水浴加熱的優點是_________；裝置A中水浴溫度不低于60℃，其原因是_______________。

(2)裝置A中反應生成及等產物的化學方程式為_____________________；

(3)裝置B的水中需放入冰塊的目的是__________________；已知緩慢水解生成的含氯化合物只有和，且物質的量之比為2:1，則該反應的化學方程式為____________；裝置C中的溶液吸收尾氣中的，生成物質的量之比為的1:1的兩種鹽，一種為，另一種為_________________。

Ⅱ．的含量測定

步驟1：量取溶液，稀釋成試樣；量取試樣加入到錐形瓶中；

步驟2：調節試樣的，加入足量的晶體，振蕩后，靜置片刻；

步驟3：加入指示劑，用溶液滴定至終點，消耗溶液。

(4)已知：，，原溶液的濃度為_____（用含字母的代數式表示），如果滴定速度過慢，會使計算出的數值______（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

Ⅲ．設計實驗驗證的氧化性

(5)取適量水溶液加入溶液中，振蕩，得無色溶液。欲檢驗的氧化產物，還需要用到的試劑是____________。

(6)證明的氧化性比強的方案是__________________________________。

Answer 1

【答案】受熱均勻，且易控制溫度 如溫度過低，則反應速率較慢，且不利于ClO2的逸出 2KClO3+H2C2O4+2H2SO4=ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O 可減少ClO2揮發和水解 8ClO2+2H2O=4HClO+2Cl2+7O2 NaClO3 偏大 鹽酸和BaCl2溶液 將ClO2氣體通入FeSO4溶液中，并滴入KSCN溶液，觀察溶液顏色變化，若溶液變為血紅色，則證明ClO2的氧化性比Fe3+強。

【解析】

Ⅰ．水浴加熱條件下，草酸、氯酸鉀在酸性條件下發生氧化還原反應生成ClO2，因遇熱水緩慢水解，則B中含冰塊的水用于吸收ClO2，根據氧化還原反應規律，結合生成物的物質的量的比及質量守恒定律書寫反應方程式；C中NaOH溶液可吸收ClO2尾氣，生成物質的量之比為1：1的兩種陰離子，一種為NaClO2，根據氧化還原反應規律來書寫；

II.有碘單質生成，用淀粉做指示劑；根據元素守恒結合反應得到關系式2ClO2～5I2～10Na2S2O3計算c(ClO2)；

III.ClO2 具有強氧化性，可氧化H2S生成硫酸，氧化亞鐵離子生成鐵離子，檢驗鐵離子即可解答該題。

I.(1)裝置A用水浴加熱的優點是受熱均勻，且易控制溫度，如溫度過低，則反應速率較慢，且不利于ClO2的逸出，溫度過高，會加劇ClO2 水解；

(2)裝置A 中反應生成ClO2及KHSO4等產物，同時草酸被氧化生成水和二氧化碳，則反應化學方程式為2KClO3+H2C2O4+2H2SO4=ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O；

(3)裝置B的水中需放入冰塊，可減少ClO2揮發和水解；ClO2緩慢水解生成的含氯化合物只有HClO和Cl2，且物質的量之比為2:1，則根據反應前后各種元素原子個數相等，結合電子轉移守恒，可得該反應的化學方程式為8ClO2+2H2O=4HClO+2Cl2+7O2；裝置C中NaOH溶液的作用是吸收尾氣中的ClO2，生成物質的量之比為的1：1的兩種鹽，由于ClO2中Cl元素的化合價為+4價，一種為NaClO2，根據氧化還原反應的規律，則另一種生成物為NaClO3；

II.有碘單質生成，用淀粉作指示劑；二氧化硫和碘單質的反應中，根據電子守恒，得到：2ClO2～5I2，結合反應2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI，得到關系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3。

設原ClO2溶液的濃度為x，n(Na2S2O3)=c·V2×10-3mol，

2ClO2～5I2～10Na2S2O3

2mol 10mol

cV2×10-3mol，2:10=：(cV2×10-3)，解得x==g/L；

如果滴加速率過慢，溶液中部分I-被氧氣氧化產生I2，消耗的標準Na2S2O3溶液的體積偏大，則由此計算出的ClO2的含量就會偏大；

(4)取適量ClO2 水溶液加入H2S溶液中，振蕩，得無色溶液，說明硫化氫被氧化生成硫酸，可先加入鹽酸酸化，然后再加入氯化鋇檢驗，若反應產生白色沉淀，證明有SO42-，即H2S被氧化產生了H2SO4；

(5)證明ClO2 的氧化性比Fe3+強，則可通過ClO2氧化Fe2+生成Fe3+，可將ClO2氣體通入FeSO4溶液中，并滴入KSCN溶液，觀察溶液顏色變化，若溶液變為血紅色，則證明ClO2的氧化性比Fe3+強。