Question

8．二氧化氯（ClO₂，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑．某興趣小組通過圖1裝置（夾持裝置略）對其制備、吸收、釋放和應用進行了研究．

（1）儀器E的名稱是分液漏斗．
（2）打開B的活塞，A中產生了ClO₂和另一種黃綠色氣體，則發生反應的化學方程式為2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O．為使ClO₂在D中被穩定劑充分吸收，B中滴加稀鹽酸的速度宜慢（填“快”或“慢”）．
（3）關閉B的活塞，ClO₂在D中被穩定劑完全吸收，已吸收ClO₂氣體的穩定劑Ⅰ和穩定劑Ⅱ，加酸后釋放ClO₂的濃度隨時間的變化如圖2所示．若將其用于水果保鮮，你認為效果較好的穩定劑是Ⅱ（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），原因是穩定劑Ⅱ能緩慢釋放ClO₂，能較長時間維持保鮮所需濃度．
（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的濃度，進行了下列實驗：
步驟1：準確量取ClO₂溶液10.00mL，稀釋成100.00mL試樣，量取V₁mL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 Na₂S₂O₃溶液滴定至終點．重復2次，測得消耗Na₂S₂O₃溶液平均值為V₂ mL．
（已知2ClO₂+10I^-+8H⁺=2Cl^-+5I₂+4H₂O   2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI）．
①配制100mL 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：100mL容量瓶、膠頭滴管．
②ClO₂溶液的濃度為$\frac{135c{V}_{2}}{{V}_{1}}$g/L（用含字母的代數式表示）．
③若步驟2所得溶液放置時間太長，則測定結果偏高（填“偏高”、“偏低”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據儀器特征，可知儀器E是分液漏斗；
（2）A中發生反應是氯酸鈉和鹽酸發生的氧化還原反應生成氯氣、二氧化氯等物質，結合原子守恒書寫化學方程式：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O．為使ClO₂在D中被穩定劑充分吸收，產生ClO₂的速率要慢；
（3）由圖可知，穩定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO₂，能較長時間維持保鮮所需的濃度；
（4）①根據配制一定物質的量濃度的溶液使用的儀器解答；
②根據關系式2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃計算c（ClO₂）；
③ClO₂很不穩定，步驟2所得溶液放置時間太長，相當于消耗的ClO₂偏大．

解答 解：（1）根據儀器特征，可知儀器E是分液漏斗，故答案為：分液漏斗；
（2）A中發生反應是氯酸鈉和鹽酸發生的氧化還原反應生成氯氣、二氧化氯等物質，結合原子守恒書寫化學方程式：2NaClO₃+4HCl═2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O，為使ClO₂在D中被穩定劑充分吸收，產生ClO₂的速率要慢，故滴加稀鹽酸的速度要慢，
故答案為：2NaClO₃+4HCl=2ClO₂↑+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O；慢；
（3）由圖可知，穩定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO₂，能較長時間維持保鮮所需的濃度，所以穩定劑Ⅱ好，
故答案為：Ⅱ；穩定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO₂，能較長時間維持保鮮所需的濃度；
（4）①配制100mL溶液用到的儀器有托盤天平、藥匙、玻璃棒、膠頭滴管、燒杯、100mL容量瓶、量筒（可用可不用），故還需要的玻璃儀器有：100mL容量瓶、膠頭滴管，
故答案為：100mL容量瓶；膠頭滴管；
②設原ClO₂溶液的濃度為x，
  2ClO₂～5I₂～10Na₂S₂O₃
2mol              10mol
$\frac{1{0}^{-2}x×{{V}_{1}}^{-3}}{1{0}^{-1}}$    1×10^-3cV₂mol
x=$\frac{2c{V}_{2}}{{V}_{1}}$mol/L=$\frac{135c{V}_{2}}{{V}_{1}}$g/L，
故答案為：$\frac{135c{V}_{2}}{{V}_{1}}$；
⑤ClO₂很不穩定，步驟2所得溶液放置時間太長，ClO₂分解相當于與碘反應，導致測定結果偏高，故答案為：偏高．

點評 本題考查實驗方案的設計，同時考查學生分析問題、解決問題的能力，把握習題中的信息及知識遷移應用為解答的關鍵，側重學生綜合應用能力及信息抽取和分析能力的考查，題目難度中等．