Question

二氧化氯（ClO₂）是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，其熔點(diǎn)為－59℃，沸點(diǎn)為11.0℃，易溶于水。工業(yè)上用潮濕的KClO₃和草酸（H₂C₂O₄）在60時反應(yīng)制得。某學(xué)生擬有左下圖所示的裝置模擬制取并收集ClO₂。

（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也必須添加溫度控制裝置，應(yīng)該是        (選填“冰水浴”或“熱水浴”)裝置。
（3）反應(yīng)后在裝置C中可得NaClO₂溶液。已知NaClO₂飽和溶液中在溫度低于38℃時析出晶體是NaClO₂·3H₂O，在溫度高于38℃時析出晶體是NaClO₂。根據(jù)右上圖所示的NaClO₂的溶解度曲線，請補(bǔ)充從NaClO₂溶液中制得NaClO₂的操作步驟：
①           ；②           ；③洗滌；④干燥。
（4）NaClO₂變質(zhì)可分解為NaClO₃和NaCl。取等質(zhì)量變質(zhì)前后的NaClO₂試樣均配成溶液，分別與足量FeSO₄溶液反應(yīng)時，消耗Fe²⁺的物質(zhì)的量相同，從電子守恒的角度解釋其原因是                                                       。
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(shí)驗(yàn)：
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：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^—1 Na₂S₂O₃溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。（已知2 Na₂S₂O₃ + I₂ →Na₂S₄O₆ + 2NaI）
（5）判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象                                                    。原ClO₂溶液的濃度為           g / L（用步驟中的字母代數(shù)式表示）。

Answer 1

（1）2KClO₃+ H₂C₂O₄   K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O  （2分）
（2）溫度計　　　冰水浴　　　（2分）
（3）蒸發(fā)結(jié)晶　　趁熱過濾　　�。�2分）
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)過程中電子轉(zhuǎn)移守恒，反應(yīng)整個過程中氯元素最終為－1價，所以FeSO₄所失去的電子數(shù)相等，消耗的FeSO₄的量也相等�！　　　　　。�2分）
（5）加到最后一滴時，溶液的顏色突然由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘不變化（2分）　　135cV₂/V₁（2分）

解析試題分析：（1）A中反應(yīng)產(chǎn)物有K₂CO₃、ClO₂和CO₂等,加熱60℃，氯酸鉀和草酸反應(yīng)生成碳酸鉀、二氧化碳、二氧化氯和水，反應(yīng)方程式為：2KClO₃+H₂C₂O₄=K₂CO₃+CO₂↑+2ClO₂↑+H₂O;
（2）要控制溫度必須使用溫度計測量溫度，在60℃時反應(yīng)制得，應(yīng)用水浴加熱，可用燒杯（或水浴鍋），二氧化氯的熔點(diǎn)較低，為收集二氧化氯，應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行，所以應(yīng)該采用冰水浴，故答案為：冰水��； 燒杯（或水浴鍋），溫度計；
（3）根據(jù)信息NaClO₂飽和溶液中在溫度低于38℃時析出晶體是NaClO₂·3H₂O，在溫度高于38℃時析出晶體是NaClO₂。根據(jù)右上圖所示的NaClO₂的溶解度曲線，隨著溫度升高溶解度增大，因此請補(bǔ)充從NaClO₂溶液中制得NaClO₂的操作步驟為蒸發(fā)結(jié)晶和趁熱過濾。
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)過程中電子轉(zhuǎn)移守恒，反應(yīng)整個過程中氯元素最終為－1價，所以FeSO₄所失去的電子數(shù)相等，消耗的FeSO₄的量也相等。
（5）判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為滴定終點(diǎn)時，I₂完全反應(yīng)，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，故答案為：藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘不變化；
（6）設(shè)原ClO₂溶液的濃度為x，

考點(diǎn)：本題考查了實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計，同時考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，難度較大。