Question

13．ClO₂，黃綠色易溶于水的氣體，是高效、低毒的消毒劑，回答下列問題：
（1）實驗室用NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料，通過圖1過程制備ClO₂：

①電解時發生反應的化學方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$3H₂↑+NCl₃．
②除去ClO₂中的NH₃可選用的試劑是（填標號）b
a．蒸餾水    b．濃硫酸    c．堿石灰   d．濃食鹽水
（2）用圖2裝置可以測定混合氣中ClO₂的含量：
Ⅰ．在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸：
Ⅱ．在玻璃液封裝置中加入水，使液面沒過玻璃液封管的管口；
Ⅲ．將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收；
Ⅳ．將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中；
Ⅴ．用0.2000mol•L^-1硫代硫酸鈉標準溶液滴定錐形瓶中的溶液（I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），指示劑顯示終點時共用去20.00mL硫代硫酸鈉溶液．在此過程中：
①錐形瓶內ClO₂與碘化鉀反應的離子方程式為2ClO₂+10I^-+8H⁺=4H₂O+5I₂+2Cl^-．
②玻璃液封裝置的作用是吸收殘留的ClO₂氣體（避免碘的逸出）．
③V中加入的指示劑通常為淀粉溶液，滴定至終點的現象是溶液由藍色變無色，且半分鐘不褪色．
④測得混合氣中ClO₂的質量為0.05400g．

Answer 1

分析 （1）①實驗室用NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂（亞氯酸鈉）為原料，通過圖1過程制備ClO₂：由生產流程可知氯化銨在鹽酸溶液中進行電解，陰極生成氫氣，陽極生成NCl₃，在NCl₃溶液中加入NaClO₂，可生成ClO₂、NH₃和X，X中含Cl^-、OH^-；
②由信息可知，ClO₂易溶于水，所以不能利用水溶液吸收，氨氣為堿性氣體，利用性質差異分離提純；
（2）①由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時生成水；
②玻璃液封裝置可防止殘留的有害氣體ClO₂逸出；
③淀粉遇碘單質變藍；
④根據關系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃計算n（ClO₂），再根據m=nM計算m（ClO₂）．

解答 解：（1）①由生產流程可知氯化銨在鹽酸溶液中電解，陰極生成氫氣，陽極生成NCl₃，電解方程式為NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑，
故答案為：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑；
②a．ClO₂易溶于水，不能利用飽和食鹽水吸收氨氣，故a錯誤；
b．濃硫酸可以吸收氨氣，且不影響ClO₂，故b正確；
c．堿石灰不能吸收氨氣，故c錯誤；
d．ClO₂易溶于水，不能利用濃食鹽水吸收氨，故d錯誤；
故答案為：b；
（2）①由題目信息可知，ClO₂通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應，氧化I^-為I₂，自身被還原為Cl^-，同時生成水，反應離子方程式為2ClO₂+10I^-+8H⁺═2Cl^-+5I₂+4H₂O，
故答案為：2ClO₂+10I^-+8H⁺═2Cl^-+5I₂+4H₂O；
②玻璃液封裝置的作用是吸收殘留的ClO₂氣體（避免碘的逸出），
故答案為：吸收殘留的ClO₂氣體（避免碘的逸出）；
③V中加入的指示劑通常為淀粉溶液，滴定至終點的現象是溶液由藍色變為無色，且半分鐘內不變色，
故答案為：淀粉溶液；溶液由藍色變為無色，且半分鐘內不變色；
④含有Na₂S₂O₃物質的量為0.02 L×0.2mol/L=0.004 mol，則：
根據關系式：2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃，
            2           10
        n（ClO₂）      0.004mol
所以n（ClO₂）=0.0008mol，所以m（ClO₂）=0.008 mol×67.5g/mol=0.05400g，
故答案為：0.05400．

點評 本題考查制備ClO₂、物質含量的測定，為高頻考點，把握物質的性質、制備流程、發生的反應為解答的關鍵，側重分析與實驗、計算能力的綜合考查，綜合性較強，題目難度中等．