Question

二氧化氯（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(yè)上用稍潮濕的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60℃時反應(yīng)制得。某學(xué)生擬用下圖所示裝置模擬工業(yè)制取并收集ClO₂。由于該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以在情況下有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行

（1）A中反應(yīng)產(chǎn)物有K₂CO₃、ClO₂和CO₂等，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：              。
（2）A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、          ；B裝置必須放在冰水浴中，其原因是                         。
（3）反應(yīng)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。請補(bǔ)充從NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶體的操作步驟：①               ；②             ；③洗滌；④干燥。
（4）ClO₂很不穩(wěn)定，需隨用隨制，產(chǎn)物用水吸收得到ClO₂溶液。為測定所得溶液中ClO₂的含量，進(jìn)行了下列實驗：
步驟1：準(zhǔn)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(diào)節(jié)試樣的pH≤2.0，加入足量的KI晶體，靜置片刻；
步驟3：加入淀粉指示劑，用c mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定至終點，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。（已知2 Na₂S₂O₃ + I₂＝Na₂S₄O₆ + 2NaI）
①配制100 mL c mol/LNa₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液時，用到的玻璃儀器除燒杯、量筒、玻璃棒外還有：                。
②寫出步驟2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式                          。
③原ClO₂溶液的濃度為          g / L（用步驟中的字母代數(shù)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(jié)果        。
若滴定開始仰視讀數(shù)，滴定終點時正確讀數(shù)，則測定結(jié)果              。
（填“偏高”“偏低”或“不變” ）

Answer 1

（1）2KClO₃+H₂C₂O₄ K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O;
（2）溫度計; 使ClO₂充分冷凝，減少揮發(fā);
（3）①蒸發(fā)結(jié)晶（，寫蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶均給分）；②趁熱過濾；
（4） ① 100ml 容量瓶、膠頭滴管；②2ClO₂ + 10I^- + 8H⁺ = 2Cl^- + 5I₂ + 4H₂O；
③；④偏高；偏低。

解析試題分析：（1）根據(jù)已知信息可得方程式為：2KClO₃+H₂C₂O₄ K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O;（2）A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和溫度計；B裝置必須放在冰水浴中，是為了使ClO₂充分冷凝，減少揮發(fā)；（3）由于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，所以從NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶體的操作步驟是①蒸發(fā)結(jié)晶，然后②趁熱過濾；③洗滌；④干燥。從而得到NaClO₂晶體。（4）①配制100 mL c mol/LNa₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液時，用到的玻璃儀器除燒杯、量筒、玻璃棒外還有100ml 容量瓶、膠頭滴管；②ClO₂有氧化性，而I^-有還原性，二者在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)。根據(jù)電子守恒、原子守恒可知：步驟2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2ClO₂ + 10I^- + 8H⁺ = 2Cl^- + 5I₂ + 4H₂O；③由方程式得關(guān)系式為2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃。n(Na₂S₂O₃)=" c" mol/L×V₂×10^-3L，所以稀釋后的V₁ mL溶液中含有的ClO₂的物質(zhì)的量為2 cV₂×10^-4mol.則原溶液10ml即稀釋后的100m的溶液中含有的ClO₂的物質(zhì)的量為(2 cV₂÷ V₁)×10^-2mol.故原溶液的濃度為：c(ClO₂)= (2 cV₂÷V₁)×10^-2mol÷0.01L=(2 cV₂÷V₁)mol/L=g/L. ④若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，則消耗的Na₂S₂O₃體積偏大，使得測定結(jié)果偏高；若滴定開始仰視讀數(shù)，開始讀數(shù)偏大，滴定終點時正確讀數(shù)，則消耗的Na₂S₂O₃體積偏小，測定結(jié)果偏低。
考點：考查化學(xué)反應(yīng)原理、儀器的使用、物質(zhì)的制取、誤差分析、化學(xué)方程式和離子方程式的書寫、濃度的計算的知識。